Standardbildungsenthalpie
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Die Standardbildungsenthalpie ist die Enthalpie, die zur Bildung von einem Mol reiner Substanz aus den reinen Elementen unter Standardbedingungen (101,3 kPa und 25 °C) erforderlich ist. Sie wird in Kilojoule pro Mol angegeben und symbolisch mit Δ Hf0 bezeichnet. Ist sie negativ, so wird bei der Bildung der Substanz aus den reinen Elementen Energie frei, ist sie dagegen positiv, so muss Energie zur Bildung der Substanz aus ihren Ausgangselementen aufgewendet werden. Stark negative Werte der Standardbildungsenthalpie sind ein Kennzeichen chemisch besonders stabiler Verbindungen. Die Standardbildungsenthalpie der chemischen Elemente in ihrem stabilsten Zustand (H2, He, Li, ...) ist per Definition auf 0 kJ/mol festgesetzt.
Eine wichtige Anwendung der Standardbildungsenthalpien ist, dass sich damit Reaktionsenthalpien durch den Satz von Hess berechnen lassen: So ist die Reaktionsenthalpie einer gegebenen Reaktion unter Standardbedingungen die Differenz zwischen den Standardbildungsenthalpien der Reaktionsprodukte einerseits und der Ausgangsstoffe (Reaktanden) andererseits. Symbolisch lässt sich dies durch die folgende Formel wiedergeben:
- <math>\Delta H_{\mathrm{Reaktion}}^0=\sum \Delta H_{f,\mathrm{Produkte}}^{0} -\sum \Delta H_{f, \mathrm{Reaktanden}}^{0} <math>
Dies ist gleichbedeutend mit der Aussage, dass die Bildungsenthalpie eines Stoffes unter Normalbedingungen nur vom Stoff selbst, und nicht von dem Weg seiner Herstellung abhängt. Die Bildungsenthalpie ist also eine thermodynamische Zustandsgröße. Alle Werte beziehen sich auf das thermodynamische Gleichgewicht, da sonst die Temperatur nicht definiert wäre.
Beispiele: Anorganische Verbindungen
| Chemische Verbindung | Aggregatzustand bei 25°C | Summenformel | Δ Hf0 in kJ/mol |
|---|---|---|---|
| Ammoniak | g | NH3 | -46,1 |
| Kohlendioxid | g | CO2 | -393 |
| Kohlendisulfid | l | CS2 | +90 |
| Kohlenmonoxid | g | CO | -110,5 |
| Natriumcarbonat | s | Na2CO3 | -1131 |
| Natriumchlorid (Kochsalz) | s | NaCl | -411 |
| Natriumhydroxid | s | NaOH | -729 |
| Natriumnitrat | s | NaNO3 | -467 |
| Schwefeldioxid | g | SO2 | -297 |
| Schwefelsäure | l | H2SO4 | -814 |
| Siliziumdioxid | s | SiO2 | -911 |
| Stickstoffdioxid | g | NO2 | 9 |
| Stickstoffmonoxid | g | NO | 90 |
| Wasser | l | H2O | -285 |
| Wasserstoff | g | H2 | 0 |
Beispiele: Organische Verbindungen
| Chemische Verbindung | Aggregatzustand bei 25°C | Summenformel | Δ Hf0 in kJ/mol |
|---|---|---|---|
| Ethan | g | C2H6 | -85 |
| Ethanol (Alkohol) | l | C2H5OH | -235 |
| Ethansäure (Essigsäure) | l | CH3COOH | -435 |
| Methan | g | CH4 | -75 |
| Methanal | g | HCHO | -116 |
| Methanol | g | CH3OH | -201 |
| Methansäure (Ameisensäure) | g | HCOOH | -379 |
| Propan | g | C3H8 | -104 |
(Aggregatzustände: g - gasförmig (gaseous); l - flüssig (liquid); s - fest (solid))
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