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Enthalpie

Was ist Enthalpie?

Der Begriff Enthalpie wurde 1850 geprägt, und zwar als Ergebnis der Arbeit des in Deutschland geborenen Physikers Clausius. Er setzt sich aus der Vorsilbe en und dem griechischen Wort thalpein zusammen, was so viel wie “erhitzen” bedeutet. Diese Größe – symbolisiert durch den Buchstaben H – gibt also die Menge an Energie an, die von einem System thermodynamischer Art aufgenommen oder abgegeben wird. Das heißt, sie drückt die Energiemenge aus, die ein System mit seiner Umgebung austauschen kann. Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass jedes Objekt als ein thermodynamisches System an sich verstanden werden kann, können wir daher von zwei Arten von Prozessen sprechen:

1.- Endotherme Reaktionen: Dabei wird Energie oder Wärme aus der Umgebung verbraucht.

2.- Exotherme Reaktionen: Dabei wird Energie oder Wärme an das Medium abgegeben.

Standardenthalpie

Die Standardreaktionsenthalpie drückt die Enthalpieänderung aus, die in einem System auftritt, wenn eine Einheit äquivalenter Materie durch eine chemische Reaktion unter Standard- oder Normalbedingungen umgewandelt wird. Die Enthalpieänderung für jede Art von Reaktion kann daher gemessen werden, und die Bildungsänderung der Produkte und Reaktanten kann auf diese Weise ermittelt werden.

Die Wärmedifferenz, oder genauer gesagt die bei einer Reaktion auftretende Enthalpieänderung, wird mit folgender Formel berechnet:

ΔHr = Σn*ΔH (Produkte) – Σn*ΔH (Reaktanten )

Der Buchstabe (Δ) wird zur Angabe einer Änderung verwendet, sodass sich der Ausdruck ΔHr auf die Enthalpieänderung bei einer chemischen Reaktion bezieht. Der Buchstabe Σ (Großsigma) wird zur Angabe einer Summe verwendet.

Verbrennungsenthalpien

Die Verbrennungsenthalpie bezieht sich auf die Energie, die bei der Verbrennung eines Mols einer Substanz freigesetzt oder absorbiert wird, wenn Sauerstoffgas im Prozess vorhanden ist.

Wie wird die Bildungsenthalpie berechnet?

Die Bildungsenthalpie ist die Energiemenge, die zur Bildung eines Mols einer Verbindung aus den konstituierenden Elementen bei Standardbedingungen von Temperatur und Druck erforderlich ist. Diese betragen 1 atm und 25 °C. Die Standardbildungsenthalpie wird in der Thermochemie verwendet, um die Reaktionsenthalpieänderung zu ermitteln. Sie wird aus der Summe der verschiedenen Prozesse berechnet, die im Born-Haber-Zyklus für die Synthesereaktionen enthalten sind.

Bindungsenthalpie

Die Bindungsenthalpie wird zur Beschreibung der Energiemenge verwendet, die für den Bruch oder die Bildung einer neuen Bindung erforderlich ist. Aus demselben Grund drückt sie auch die Stärke dieser Bindung aus. Wenn die verschiedenen Werte der Bindungen kombiniert werden, lässt sich die gesamte potenzielle Energieänderung eines Systems ermitteln.

Bindungsdissoziationsenthalpie

Die Dissoziations- oder Bindungsdissoziationsenthalpie bezieht sich auf die Enthalpie vor der Enthalpie unter Standardbedingungen. Die Bindungsdissoziationsenergie unterscheidet sich daher in der Regel von der Bindungsenergie, die als die Summe der Bindungsdissoziationsenergien aller Bindungen in einem Molekül berechnet wird. Wenn sich nach der Dissoziation neue Bindungen bilden, diesmal jedoch mit einer geringeren Enthalpie, bedeutet dies, dass ein Nettoenergieverlust stattgefunden hat und es sich somit um einen exothermen Prozess handelt, bei dem Wärme oder Energie freigesetzt wurde.

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