Enthalpie: einfach erklärt
Die Enthalpie H ist ein Maß für den Energieinhalt eines Stoffes bei konstantem Druck. In der Chemie interessiert vor allem die Reaktionsenthalpie ΔH, also die Wärme, die bei einer Reaktion abgegeben oder aufgenommen wird.
Exotherm und endotherm
Ist ΔH negativ, gibt die Reaktion Wärme an die Umgebung ab, sie ist exotherm. Ist ΔH positiv, nimmt sie Wärme auf und ist endotherm.
Die Reaktionsenthalpie wird meist in Kilojoule pro Mol angegeben, also bezogen auf den Formelumsatz der Reaktionsgleichung.
Beispiele
Bei der Bildung von flüssigem Wasser aus Wasserstoff und Sauerstoff werden 286 kJ pro Mol Wasser frei: ΔH = -286 kJ/mol. Das ist die Energie der Knallgasreaktion.
Bei der Verbrennung von einem Mol Methan werden rund 890 kJ frei. Das Zerlegen von Wasser durch Elektrolyse ist dagegen endotherm und braucht genauso viel Energie, wie bei der Bildung frei wird.
Bildungsenthalpie und Satz von Hess
Die Standardbildungsenthalpie gibt an, wie viel Energie bei der Bildung von einem Mol eines Stoffes aus den Elementen frei wird oder benötigt wird. Für Elemente in ihrer stabilsten Form ist sie per Definition null.
Nach dem Satz von Hess hängt die Reaktionsenthalpie nur vom Anfangs- und Endzustand ab, nicht vom Weg. Deshalb kann man ΔH aus den Bildungsenthalpien der beteiligten Stoffe berechnen. Ob eine Reaktion freiwillig abläuft, hängt aber zusätzlich von der Entropie ab.
Häufige Fragen
Weitere Begriffe: Chemische Reaktionen und Redox
- Aktivierungsenergie
- Brennstoffzelle
- Chemische Reaktion
- Chemisches Gleichgewicht
- Daniell-Element
- Elektrochemische Spannungsreihe
- Elektrolyse
- Elektrolyse von Wasser
- Entropie
- Exotherm und endotherm
- Galvanische Zelle
- Haber-Bosch-Verfahren
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