Die Reaktionsenthalpie ΔH

Die Reaktionsenthalpie ∆H ist der Energieumsatz bei konstantem Druck während einer chemischen Reaktion. Sie ist also die Energie, die freigesetzt bzw. benötigt wird, damit zwischen den Molekülen zweier Stoffen neue chemische Bindungen gebildet werden.

Grundlegendes

Jede Reaktion ist von einem Energieumsatz begleitet.

Lebewesen

Offene Systeme wie Lebewesen tauschen mit ihrer Umwelt ständig Energie und Stoffe aus. Bei den zahllosen chemischen Reaktionen z.B. im Körper werden ständig Edukte in Produkte umgewandelt. Hierbei spielt der Energieumsatz eine wichtige Rolle, da wir Energie zum Überleben benötigen und es entscheidend ist wie viel bei einer Reaktion verbraucht wird und wie viel noch in den Produkten vorhanden ist.

Technik

In der Technik kommt der Temperatur der Reaktionsprodukte eine wichtige Bedeutung zu. Bei Verbrennungen (Motor, Gasturbine) wird immer Energie in Form von Wärme frei. Hierbei möchte man wissen mit welcher Temperatur die Produkte zur Verfügung stehen um z.B. herauszufinden, wie viel Wärme (Energie) man gewinnen kann.

Endotherm und Exotherm

Auf diesen Skizzen ist eine Exotherme und eine Endotherme Reaktion dargestellt. Wobei (E_A) der Aktivierungsenergie entspricht, welche aufgewendet werden muss, damit die Reaktion überhaupt abläuft. Wenn man die Aktivierungsenergie auf der Teilchenebene anschaut entspricht sie dem Zusammenstoss zwischen zwei Teilchen. Die Reaktionsgeschwindigkeit ist abhängig von der Aktivierungsenergie. Ist die Aktivierungsenergie klein so läuft die Reaktion schnell ab, ist sie jedoch gross läuft sie langsam ab. (EG_Ed)bedeutet Energiegehalt der Edukte und steht für die potenzielle Energie der Edukte. Sowie (EG_Pro) für die potenzielle Energie der Produkte steht. Bei einer exothermen Reaktion ist ΔH negativ (ΔH<0), das heisst die Wärme wird an die Umgebung abgegeben. Bei einer endothermen Reaktion ist ΔH positiv (ΔH>0), weil die Energiedifferenz mit der Wärme aus der Umgebung ausgeglichen wird, das heisst die Umgebung verliert an Wärme.

Die Reaktionsenthalpie ΔH bei Verbindungen

Bei Verbindung ist (ΔH⁰_f)die Energie, die frei wird oder die aufgewendet werden muss wenn 1 Mol einer Verbindung aus den Elementen hergestellt wird, aus denen die Verbindung besteht. ΔH = Summe der Produkte - Summe der Edukte (sonst wird ΔH bei einer exothermen Reaktion nicht negativ) Das Berechnen der Reaktionsenthalpie und dasAbschätzen der Reaktionsenthalpie geben uns Auskunft über die Grösse von ΔH.

Beispiel: Verbrennen von Methan CH4

CH4 + 2CO2 → CO2 + 2H2O ΔH = ∑ΔH⁰_f Produkte - ∑ΔH⁰_f Edukte ΔH = [-393+2*(-242)]-[-75+2*(0)]

 = [-393(-484)]-[-75]
 = [-877+75]
 = -802 kj/Fu

So wird eine chemische Formel geschrieben: (H₂SO₄^2-).

Weblinks

Swisseduc– Unterrichtsserver für Chemie 
Mediawiki Hilfeseite – So kann der Link näher beschrieben werden