Ermittlung der molaren Bildungsenthalpie von CO2?

Hallo,

ich lerne gerade für meine Abiturprüfung in Chemie. Ich verstehe nicht wieso man zum einem den Reaktionsverlauf in 2 Teilschritte unterteilt .

1. Die Verbrennungsenthalpie und Bildungsenthalpie worauf bezieht sie sich? Ich dachte die Bildungsenthalpie bezieht sich nur auf die Reaktionsprodukte
2. Als letztes, wollte ich fragen, wie es zu diesem Energierhaltungssatz zustande kommt?

1. Danke im Voraus !!

Answer 1

[indiachinacook]

Man kann jede chemische Reaktion in Teilschritte unterteilen, deren Summe den En­er­gie­umsatz der Gesamtreaktion ergibt — genauso wie Du eine Autofahrt in Teil­strecken zerlegen kannst, deren Längen Du zum Gesamtweg addieren kannst.

Warum man das tut? Genauso wie bei den Autostrecken kann es bequemer sein, oder eine Aufgabenstellung kann nur gelöst werden, indem man die Teilreaktion betrach­tet. Es kann z.B. sein, daß man eine Teilreaktion im Labor nur schwer kontrolliert ab­laufen lassen kann, und man interessiert sich trotzdem für ihren Energieumsatz.

Die Verbrennung von C zu CO ist ein solcher Fall, weil sie nur bei unbequem hohen Temperaturen rein auftritt. Aber wenn ich weiß, daß ein Mol C beim Verbrennen zu CO₂ 393 kJ liefert, und ein Mol CO nur 282 kJ, dann ist es klar, daß die Verbrennung von C zu CO die Differenz, also 111 kJ, liefern muß, denn:

C + ½ O₂ ⟶ CO          ΔH=−282 kJ/mol
CO + ½ O₂ ⟶ CO₂      ΔH=−111 kJ/mol
———————————————————————————
C + O₂ ⟶ CO₂             ΔH=−393 kJ/mol

Die Summenreaktion hat die Summe der Reaktionsenergien ihrer Teilreaktionen.

Comments

[Mariasteinhart]

Danke. Ich habe es endlich verstanden

Answer 2

[pchem]

Ich erläutere einmal die Bestandteile dieser Angabe:

$\Delta_BH_{\left(CO_2\right)}^0$

H ist das Formelzeichen der Größe "Enthalpie". Das Delta (Δ) zeigt eine Änderung der Enthalpie an. Diese Änderungen sind die Energiebeträge, die bei chemischen Reaktionen freigesetzt werden oder der Umgebung entzogen werden, also die Beträge, welche sich tatsächlich messen lassen. Die tiefgestellten Symbole hinter dem Delta geben an, welcher Prozess betrachtet wird. B steht für Bildung, V für Verbrennung. Im Englischen sind dafür auch die Symbole F und C verbreitet (F für enthalpy of formation = Bildungsenthalpie und C für enthalpy of combustion = Verbrennungsenthalpie). Die hochgestellte 0 zeigt an, dass es sich um Enthalpien unter Standardbedingungen handelt. Mit dem Klammerinhalt kann dann noch angegeben werden, um welche Spezies es sich handelt. Obiger Ausdruck meint also die Standardbildungsenthalpie von Kohlenstoffdioxid.

Die Verbrennungsenthalpie bezeichnet die Enthalpieänderung, welche mit der Verbrennung einer Substanz verbunden ist. Welche Substanz verbrannt wird, wird in den Klammern angegeben. Die Bildungsenthalpie bezeichnet die Enthalpieänderung, welche mit der Bildung der jeweiligen Spezies aus den Elementen verbunden ist. Die Bildungsenthalpie von Kohlenstoffdioxid ist also die Reaktionsenthalpie der Oxidation von Kohlenstoff mittels Sauerstoff zu Kohlenstoffdioxid. Den Elementen wird dabei eine Bildungsenthalpie von 0 zugeordnet.

$\Delta_BH_{\left(CO_2\right)}^0=\Delta_BH_{\left(CO\right)}^0+\Delta_VH_{\left(CO\right)}^0$

Hier geht es um die Standardbildungbildungsenthalpie von Kohlenstoffdioxid. Ganz wichtig bei den Bildungsenthalpien ist, dass der Reaktionsweg, welcher zu einem Stoff führt, für die Reaktionsenthalpie belanglos ist. Es ist egal, ob Sie Kohlenstoffdioxid aus den Elementen herstellen, oder ob Sie zunächst Kohlenstoffmonoxid aus den Elementen herstellen und dieses anschließend zum Kohlenstoffdioxid weiterreagieren lassen. Diese Einsicht, dass die Reaktionsenthalpie nur von dem Anfangs- und Endzustand des Systems abhängt, wird durch den Hess'schen Wärmesatz beschrieben. Hier (Link Bildquelle - Wikipedia) ist das einmal in einem Energiediagramm veranschaulicht:

Sie können es sich bildlich so vorstellen, dass die Moleküle sozusagen ein festes Energieniveau einnehmen. Es ist egal, ob Sie vom Kohlenstoff und Sauerstoff direkt zum Kohlenstoffdioxid hinunterfahren, oder ob sie einen "Zwischenhalt" bei dem Kohlenstoffmonoxid machen. Die gesamte Enthalpieänderung muss gleich der Summe aller einzelnen Enthalpieänderungen sein! Demnach muss die Bildungsenthalpie von Kohlenstoffdioxid genauso groß sein, wie die Bildung und Verbrennung von Kohlenstoffmonoxid.

Zudem ist anzumerken, dass bei Enthalpieangaben neben der betreffenden Spezies, auch ihr Aggregatzustand angegeben werden sollte.

Woher ich das weiß: Studium / Ausbildung – Chemiestudium