2 Fragen zu Reaktionsenthalpie

Um die molare Standardreaktionsenthalpie für die Reaktion \(3 \text{H}_2 + \text{O}_3 \rightarrow 3 \text{H}_2\text{O}\) mit dem Satz von Hess zu berechnen, benötigst du die Standardbildungsenthalpien der beteiligten Substanzen. Der Satz von Hess besagt, dass die Gesamtenthalpieänderung einer Reaktion unabhängig vom Reaktionsweg ist und nur von den Anfangs- und Endzuständen abhängt. Die Standardbildungsenthalpien (\( \Delta H_f^\circ \)) sind typischerweise in Tabellen zu finden. Hier sind die Werte, die du benötigst: - \( \Delta H_f^\circ (\text{H}_2) = 0 \, \text{kJ/mol} \) (Elementarzustand) - \( \Delta H_f^\circ (\text{O}_3) = 142.2 \, \text{kJ/mol} \) - \( \Delta H_f^\circ (\text{H}_2\text{O}) = -285.8 \, \text{kJ/mol} \) Die molare Standardreaktionsenthalpie (\( \Delta H^\circ_{reak} \)) kann dann mit der folgenden Formel berechnet werden: \[ \Delta H^\circ_{reak} = \sum \Delta H_f^\circ (\text{Produkte}) - \sum \Delta H_f^\circ (\text{Edukte}) \] Setzen wir die Werte ein: \[ \Delta H^\circ_{reak} = [3 \cdot \Delta H_f^\circ (\text{H}_2\text{O})] - [3 \cdot \Delta H_f^\circ (\text{H}_2) + \Delta H_f^\circ (\text{O}_3)] \] \[ \Delta H^\circ_{reak} = [3 \cdot (-285.8 \, \text{kJ/mol})] - [3 \cdot 0 + 142.2 \, \text{kJ/mol}] \] \[ \Delta H^\circ_{reak} = -857.4 \, \text{kJ/mol} - 142.2 \, \text{kJ/mol} \] \[ \Delta H^\circ_{reak} = -999.6 \, \text{kJ/mol} \] Die molare Standardreaktionsenthalpie für die Reaktion \(3 \text{H}_2 + \text{O}_3 \rightarrow 3 \text{H}_2\text{O}\) beträgt also \(-999.6 \, \text{kJ/mol}\).

Eine negative Reaktionsenthalpie bedeutet, dass bei einer chemischen Reaktion Energie in Form von Wärme an die Umgebung abgegeben wird. Solche Reaktionen werden als exotherm bezeichnet. Ein Beispiel für eine exotherme Reaktion ist die Verbrennung von Methan: \[ \text{CH}_4 + 2\text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + 2\text{H}_2\text{O} + \text{Wme} \] In diesem Fall ist die Reaktionsenthalpie negativ, weil die Produkte weniger Energie enthalten als die Ausgangsstoffe, und die Differenz wird als Wärme freigesetzt.