Standardenthalpien

Standardenthalpien sind thermodynamische Größen, die Enthalpieänderungen unter Standardbedingungen beschreiben. Üblicherweise gelten Standardtemperatur 298,15 K und Standarddruck 1 bar. Sie werden in Tabellen für viele Stoffe und Reaktionen angegeben und umfassen unter anderem die Standardenthalpie der Bildung, die Standardenthalpie der Reaktion und die Standardenthalpie der Verbrennung.

Die Standardenthalpie der Bildung ΔH°f ist die Enthalpieänderung, wenn 1 Mol eines Stoffs aus seinen Elementen in deren Standardzuständen gebildet wird. Elemente in ihren Standardzuständen haben per Definition ΔH°f = 0 (z. B. C(graphit), H2(g), O2(g)). Beispiele: ΔH°f(H2O(l)) ≈ -285,8 kJ/mol, ΔH°f(H2O(g)) ≈ -241,8 kJ/mol, ΔH°f(CO2(g)) ≈ -393,5 kJ/mol.

Die Standardenthalpie der Reaktion ΔHr° ist die Enthalpieänderung einer Reaktion unter Standardbedingungen. Sie lässt sich aus ΔH°f-Werten berechnen: ΔHr° = Σν ΔH°f(Produkte) − Σν ΔH°f(Edukte). Beispiel: CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O(l) hat ΔHr° ≈ -890 kJ/mol, was der Wärmetönung der Formation der Produkte minus der Edukte entspricht.

Die Standardenthalpie der Verbrennung ΔH°c ist die Enthalpieänderung bei vollständiger Verbrennung eines Stoffs in O2 zu CO2 und H2O. Typische Werte liegen negativ und geben die Wärmeabgabe im Verbrennungsprozess an.

Temperaturabhängigkeiten werden durch Kirchhoffsches Gesetz beschrieben: ΔH°rxn(T2) = ΔH°rxn(T1) + ∫T1^T2 ΔCp°(T) dT, wobei ΔCp° = Cp°(Produkte) − Cp°(Edukte). Standardwerte gelten bei 298 K; Abweichungen erfordern Wärmekapazitäten.

Quellen sind thermochemische Tafeln und Datenbanken wie das NIST Chemistry WebBook oder der CRC Handbook of Chemistry and Physics.