Enthalpie und Energiediagramme
In der Thermodynamik Chemie spielt die Enthalpie H eine wichtige Rolle, insbesondere bei Reaktionen unter konstantem Druck in offenen Systemen.
Definition: Die Enthalpie H ist eine definierte Größe, die energetische Berechnungen bei konstantem Druck vereinfacht. Bei Reaktionen unter konstantem Druck ist die Reaktionswärme gleich der Reaktionsenthalpie ΔH.
Für die Beziehung zwischen innerer Energie, Reaktionswärme und Volumenarbeit gelten folgende Formeln:
- ΔU = Q + W (Änderung der inneren Energie = Reaktionswärme + Volumenarbeit)
- ΔU = Q - p·ΔV
- Q = ΔU + p·ΔV
- W = -p·ΔV
Highlight: Bei einer Reaktion mit Volumenzunahme hat die Volumenarbeit einen negativen Wert, das System verrichtet Arbeit an der Umgebung. Bei einer Volumenabnahme ist es umgekehrt.
Energiediagramme veranschaulichen den Energieverlauf von exothermen und endothermen Reaktionen:
Example:
- Bei einer exothermen Reaktion liegt die Energie der Endstoffe unter der der Ausgangsstoffe, Energie wird freigesetzt.
- Bei einer endothermen Reaktion liegt die Energie der Endstoffe über der der Ausgangsstoffe, Energie wird benötigt.
Die Energiediagramme berücksichtigen auch die Aktivierungsenergie EA, die überwunden werden muss, damit eine Reaktion stattfindet.
Vocabulary: Die Aktivierungsenergie EA ist die Energiebarriere, die überwunden werden muss, damit eine chemische Reaktion ablaufen kann.
Diese Konzepte der Energetik Mensch helfen, chemische Reaktionen und ihre energetischen Aspekte besser zu verstehen und zu quantifizieren.