Freie Enthalpie und Reaktionsvorhersage
Die freie Enthalpie G ist der Schlüssel zur Vorhersage, ob eine Reaktion von selbst abläuft. Sie kombiniert Enthalpie und Entropie in der Gibbs-Helmholtz-Gleichung: ΔG = ΔH - T·ΔS.
Diese Gleichung ist wie ein Richter, der entscheidet, ob eine Reaktion erlaubt ist. Wenn ΔG < 0, läuft die Reaktion spontan ab (exergonisch) - wie ein Ball, der bergab rollt. Wenn ΔG > 0, braucht die Reaktion Energie von außen (endergonisch) - wie ein Ball, den du bergauf schieben musst.
Die Temperatur spielt eine entscheidende Rolle: Bei hohen Temperaturen wird der Entropieterm (T·ΔS) wichtiger. Deswegen können manche Reaktionen, die bei Raumtemperatur nicht ablaufen, bei höheren Temperaturen plötzlich spontan werden.
Faustregel: Negative freie Enthalpie = Reaktion läuft von selbst ab!
Du berechnest ΔG aus tabellierten Werten für Standardbildungsenthalpien und Standardentropien. Das Ergebnis sagt dir sofort, ob du die Reaktion einfach ansetzen kannst oder ob du Energie zuführen musst. Bei der Methanverbrennung ist ΔG stark negativ −820,5kJ/mol, weshalb sie so heftig und spontan abläuft.