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:

Willkürliche Festlegung:
1.) Elemente bei Standardbedingungen: ΔH_f⁰ = 0 !

Bsp.: H₂ (g): ΔH_f⁰ = 0

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

Bsp.: C (Graphit) ΔH_f⁰ = 0 kJ/mol  <=>  C (Diamant) ΔH_f⁰ = + 1,36 kJ/mol

Molare Standardbildungsenthalpie von Wasser

8.4 Reaktionsenthalpie

Man kann die Reaktionsenthalpie ΔH_R⁰ (oder Δ_RH⁰) 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.:

Folgende Standard-Bildungsenthalpien müssen angegeben werden.
ΔH_f⁰ (C₃H₈) = -104 kJ/mol
ΔH_f⁰ (O₂ ) = 0 kJ/mol
ΔH_f⁰(CO₂) = - 393 kJ/mol 
ΔH_f⁰ (H₂O l) = - 285 kJ/mol 

Rechnung:
ΔH_R⁰ = [3mol ∙ (-393 kJ/mol) + 4mol ∙ (-285 kJ/mol)] - [1mol ∙ (-104 kJ/mol)] 
ΔH_R⁰ = -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:

ΔH_f⁰ (FeS₂) = -178 kJ/mol
ΔH_f⁰ (O₂) = 0 kJ/mol
ΔH_f⁰ (Fe₂O₃) = - 822kJ/mol
ΔH_f⁰ (SO₂) = - 297 kJ/mol 

2. Rechnung: 

ΔH_R⁰= [2mol ∙ (-297 kJ/mol) + 8mol ∙ (--822 kJ/mol)] - [4 mol ∙ (-178 kJ/mol) ∙ 11 mol ∙ (0 kJ/mol) ]
ΔH_R⁰= -3308 kJ

[Ein Dank an T. Menne für die Korrektur der Tabellenwerte]

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

ΔH_f⁰ (NH₃) = -46,19 kJ/mol
ΔH_f⁰ (Cl₂) = 0 kJ/mol
ΔH_f⁰ (HCl) = - 92,3 kJ/mol
ΔH_f⁰ (N₂) = 0 kJ/mol

ΔH_R⁰ = [6mol ∙ (-92,3 kJ/mol) + 1mol ∙ (0 kJ/mol)] - [2mol ∙ (--46,19 kJ/mol) ∙ 3 mol ∙ (0 kJ/mol) ]
ΔH_R⁰ = -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:             ΔH_schm = 6 kJ/mol
molare Verdampfungsenthalpie: ΔHverd Bsp. für Wasser: +  ΔH_verd = 44 kJ/mol
molare Sublimationsenthalpie: ΔHsubl Bsp. Für Wasser:      = ΔH_Sub = 50 kJ/mol