8.3 Molare Standard-Bildungsenthalpie

Reagieren Elemente bei Standardbedingungen miteinander, so bezeichnet man die bei der Bildung von einem Mol der Verbindung feststellbare Enthalpieänderung als molare Standard-Bildungsenthalpie:

 08-03-a ta symbol standardbildungsenthalpien


Willkürliche Festlegung:
1.) Elemente bei Standardbedingungen: ΔHf0 = 0 !

Bsp.: H₂ (g): ΔHf0 = 0

2.) Bei Elemente, die in mehreren Modifikationen auftreten, wird der stabilsten Modifikation der null zugeordnet.

Bsp.: C (Graphit) ΔHf0 = 0 kJ/mol  <=>  C (Diamant) ΔHf0 = + 1,36 kJ/mol

Molare Standardbildungsenthalpie von Wasser

2 H₂ (g) + O₂ (g) →  2 H₂O (l)                  ΔH = - 570 kJ
2 0 + 0   2 ∙ (-285 kJ/mol)

 

8.4 Reaktionsenthalpie

Man kann die Reaktionsenthalpie ΔHR0 (oder ΔRH0) berechnen, sofern die Standardbildungsenthalpien aller beteiligten Stoffe bekannt sind.

Beispiel 1: Verbrennung von Propan
C₃H₈ (g) + 5 O₂ (g)3 CO₂ (g) + 4 H₂O (l) = ?

Es gilt für Standardbed.:

08-03-b-ta-standardreaktionsenthalpie--allgemeine-formel

Folgende Standard-Bildungsenthalpien müssen angegeben werden.
ΔHf0 (C₃H₈) = -104 kJ/mol
ΔHf0 (O₂ ) = 0 kJ/mol
ΔHf0(CO₂) = - 393 kJ/mol 
ΔHf0 (H₂O l) = - 285 kJ/mol 


Rechnung:
ΔHR0 = [3mol ∙ (-393 kJ/mol) + 4mol ∙ (-285 kJ/mol)] - [1mol ∙ (-104 kJ/mol)] 
ΔHR0 = -2215 kJ


Beispiel 2: Rösten von Pyrit (FeS₂, Fe²⁺ S₂²⁻; Atombdg zw. S-S) mit Sauerstoff. Es entsteht u.a. Fe₂O₃.

1. Aufstellung der Reaktionsgleichung:

      4 FeS₂ (s) + 11 O₂ (g)  → 2 Fe₂O₃ (s) + 8 SO₂ (g)     ΔHR0 = ? kJ/mol
n            4 mol 11 mol   2 mol          8  mol

 08-03-b-ta-standardreaktionsenthalpie--allgemeine-formel

ΔHf0 (FeS₂) = -178 kJ/mol
ΔHf0 (O₂) = 0 kJ/mol
ΔHf0 (Fe₂O₃) = - 297kJ/mol
ΔHf0 (SO₂) = - 822 kJ/mol 


2. Rechnung: 

ΔHR0= [2mol ∙ (-822 kJ/mol) + 8mol ∙ (-297 kJ/mol)] - [4 mol ∙ (-178 kJ/mol) ∙ 11 mol ∙ (0 kJ/mol) ]
ΔHR0= -3308 kJ/mol


3. Ergebnis:
Die Reaktionsenthalpie für die obige Reaktionsgleichung beträgt: -3308 kJ.

 

Beispiel 3: Reaktion von Ammoniak und Chlor
2 NH₃ (g) + 3 Cl₂(g)N₂ (g) + 6 HCl (g) = ? kJ/mol
n 2 mol        3 mol       1 mol      6 mol
        Edukte                    Produkte

ΔHf0 (NH₃) = -46,19 kJ/mol
ΔHf0 (Cl₂) = 0 kJ/mol
ΔHf0 (HCl) = - 92,3 kJ/mol
ΔHf0 (N₂) = 0 kJ/mol

ΔHR0 = [6mol ∙ (-92,3 kJ/mol) + 1mol ∙ (0 kJ/mol)] - [2mol ∙ (--46,19 kJ/mol) ∙ 3 mol ∙ (0 kJ/mol) ]
ΔHR0 = -461,4 kJ/mol

8.5 Schmelz-, Verdampfungs- und Sublimationsenthalpie

Jede Änderung des Aggregatzustands ist mit einem Wärmeumsatz verbunden.
Bestimmt man diese Wärmemenge bei konstanter Wärmemenge und dividiert man durch die Stoffmenge (n), so erhält man folgende molare Enthalpien:

molare Schmelzenthalpie: ΔHschm Bsp. für Wasser:             ΔHschm = 6 kJ/mol
molare Verdampfungsenthalpie: ΔHverd Bsp. für Wasser: +  ΔHverd = 44 kJ/mol
molare Sublimationsenthalpie: ΔHsubl Bsp. Für Wasser:      = ΔHSub = 50 kJ/mol