thermochemischer

Thermochemie befasst sich mit Wärmeänderungen bei chemischen Reaktionen und Phasenübergängen. Der Begriff thermochemischer wird verwendet, um Eigenschaften oder Prozesse zu kennzeichnen, bei denen Wärme freigesetzt oder aufgenommen wird. Zentrale Größe ist die Reaktionsenthalpie ΔH, die oft in Kilojoule pro Mol angegeben wird.

Die Enthalpie kann exotherm (ΔH < 0) oder endotherm (ΔH > 0) sein. Standardenthalpieänderungen ΔH° beziehen sich auf Standardzustände (1 bar, meist 25 °C). Standardbildungsenthalpien ΔH_f° geben die Wärmemenge an, die benötigt oder freigesetzt wird, um eine Verbindung aus ihren Elementen in Standardzuständen zu bilden.

Messungen erfolgen vorwiegend durch Kalorimetrie: Bombenkalorimetrie für Verbrennungsreaktionen oder Lösungskalorimetrie. Der Hess’sche Satz ermöglicht die Bestimmung von Reaktionsenthalpien über Umwege, indem Teilschritte oder Summenreaktionen berücksichtigt werden.

Die Temperaturabhängigkeit der Enthalpie folgt dem Kirchhoffschen Gesetz: ΔH°(T2) = ΔH°(T1) + ∫ ΔCp dT. Allgemein hängt ΔH von der Wärmekapazität der Reaktanten ab. Die Relevanz thermochemischer Daten zeigt sich in der Bestimmung von ΔG = ΔH − TΔS, wobei Entropie ΔS und freie Energie ΔG Aufschluss über Spontaneität geben.

Anwendungen umfassen die energetische Bewertung chemischer Prozesse, Brennstoffe und Verbrennungsprozesse, Materialherstellung, Korrosionsschutz und Batterien. Thermochemische Tabellen und Datenbanken liefern standardisierte Werte (z. B. NIST, CRC Handbook). Das Verständnis thermochemischer Prinzipien ist Grundlage vieler Studien in Physikalischer Chemie, Chemieingenieurwesen und Umwelttechnik.