Standardbildungsenthalpie

Die Standardbildungsenthalpie ist die Enthalpie, die zur Bildung von einem Mol reiner Substanz aus den reinen Elementen unter Normalbedingungen (101,3 kPa und 25 °C) erforderlich ist. Sie wird in Kilojoule pro Mol angegeben und symbolisch mit Δ H_f⁰ bezeichnet. Ist sie negativ, so wird bei der Bildung der Substanz aus den reinen Elementen Energie frei, ist sie dagegen positiv, so muss Energie zur Bildung der Substanz aus ihren Ausgangselementen aufgewendet werden.

Eine wichtige Anwendung der Standardbildungsenthalpien ist, dass sich Reaktionsenthalpien damit durch den Satz von Hess berechnen lassen.

Die Reaktionsenthalpie nach dem einer gegebenen Reaktion unter Standardbedingungen ist nach dem Satz von Hess die Differenz zwischen den Standardbildungsenthalpien der Reaktionsprodukte einerseits und der Ausgangsstoffe (Reaktanden) andererseits. Symbolisch lässt sich dies durch die folgende Formel wiedergeben:

$\Delta H_{\mathrm {Reaktion} }^{0}=\sum \Delta H_{f,\mathrm {Produkte} }^{0}-\sum \Delta H_{f,\mathrm {Reaktanden} }^{0}$

Dies ist gleichbedeutend mit der Aussage, dass die Bildungsenthalpie eines Stoffes unter Normalbedingungen nur vom Stoff selbst, und nicht von dem Weg seiner Herstellung abhängt. Die Bildungsenthalpie ist also eine thermodynamische Zustandsgröße.

Anmerkungen

1. Die Standardbildungsenthalpie der chemischen Elemente (H₂, He, Li, ...) lautet per Definition $0kJ/mol$.
2. Die Angabe Normalbedingungen impliziert, dass die Werte sich auf das thermodynamische Gleichgewicht beziehen, da sonst die Temperatur nicht definiert wäre.
3. Stark negative Werte der Standardbildungsenthalpie sind ein Kennzeichen von chemisch besonders stabilen Verbindungen.

Beispiele

Anorganische Verbindungen

Chemische Verbindung	Aggregatzustand bei 25°C	Summenformel	Δ Hf0 in kJ/mol
Ammoniak	g	NH3	-46,1
Kohlendioxid	g	CO2	-393
Kohlendisulfid	l	CS2	+90
Kohlenmonoxid	g	CO	-110,5
Natriumcarbonat	s	Na2CO3	-1131
Natriumchlorid (Kochsalz)	s	NaCl	-411
Natriumhydroxid	s	NaOH	-729
Natriumnitrat	s	NaNO3	-467
Schwefeldioxid	g	SO2	-297
Schwefelsäure	l	H2SO4	-814
Siliziumdioxid	s	SiO2	-911
Stickstoffdioxid	g	NO2	9
Stickstoffmonoxid	g	NO	90
Wasser	l	H2O	-285
Wasserstoff	l	H2	0

Organische Verbindungen

Chemische Verbindung	Aggregatzustand bei 25°C	Summenformel	Δ Hf0 in kJ/mol
Ethan	g	C2H6	-85
Ethanol (Alkohol)	l	C2H5OH	-235
Ethansäure (Essigsäure)	l	CH3COOH	-435
Methan	g	CH4	-75
Methan	g	CH4	-75
Methanal	g	HCHO	-116
Methanol	g	CH3OH	-201
Methansäure (Ameisensäure)	g	HCOOH	-379
Propan	g	C2H6	-85

(Aggregatzustände: g - gasförmig (gaseous); l - flüssig (liquid); s - fest (solid))