Hess'scher Wärmesatz

Der Hess'sche Wärmesatz dient der Berechnung von Enthalpieänderungen bei chemischen Reaktionen. Er wurde 1840 von Germain Henri Hess aufgestellt.

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In vielen Fällen können Produkte einer chemischen Reaktion auf verschiedenen Wegen entstehen. Der Reaktionsweg hat dabei nach dem Energieerhaltungssatz keinen Einfluss auf die Energie, die bei einer Reaktion aufgenommen oder abgegeben wird. Für die Enthalpie einer chemischen Reaktion gilt dasselbe. Die Enthalpie eines Systems ist die Summe aus innerer Energie und dem Produkt aus Druck und Volumen $H = U + p V$ .

Satz von Hess (Hess'scher Wärmesatz):

Die Enthalpieänderung $Δ H$ eines Gesamtprozesses ist die Summe der Enthalpieänderungen der einzelnen Prozessschritte.

Daraus folgt, dass die Reaktionsenthalpie unabhängig vom Reaktionsweg ist. Sie hängt nur vom Anfangs- und vom Endzustand des Systems ab.

(Zweiter Satz von Hess: "Bei der Umsetzung von neutralen Salzen in wässrigen Lösungen entsteht keine Wärme.")

Beispiel:

Graphit kann direkt zu Kohlenstoffdioxid verbrannt werden (1) oder indirekt über die Zwischenstufe Kohlenstoffmonoxid (2)

$\begin{matrix} Weg 1: \; \; \; & C(Graphit) & + & O_2(g) & \rightarrow & CO_2(g) & \; \; \Delta_R H_R = -393 kJ\cdot mol^{-1} \\ \\ Weg 2: \; \; \; & C(Graphit) & + & \frac{1}{2} O_2(g) & \rightarrow & CO(g) & \; \; \Delta_R H_{R1} = -111 kJ\cdot mol^{-1} \\ \\ \; \; \; \; \; \; \; & CO(g) & + & \frac{1}{2} O_2(g) & \rightarrow & CO_2(g) & \; \; \Delta_R H_{R2} = -282 kJ\cdot mol^{-1} \\ \\ \end{matrix}$

$\Delta_R H_A = \Delta_R H_{R1} + \Delta_R H_{R2} = -111 kJ\cdot mol^{-1} + (-282 kJ\cdot mol^{-1}) = -393 kJ\cdot mol^{-1}$

Literatur

Chemie heute Sekundarbereich II, Schroedel Verlag, 1998, ISBN 3-507-10630-2
Silberberg, Chemistry, The Molecular Nature of Matter and Change, Fourth Edition, Mc Graw Hill, 2006, ISBN 0-07-111658-3

Kategorie: Thermodynamik

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