Chemie Formelumsatz bei Berechnung der Reaktionsenthalpie?

1 Antwort

In Deiner Reaktionsgleichung ist eine wundersame Stickstoffvermehrung aufgetreten. Richtig lautet sie

4 NH₃ + 5 O₂ ⟶ 4 NO + 6 H₂O

und die Reaktionsenthalpie beträgt ΔH=−1170 kJ/mol, wenn ich mich nicht verrech­net oder im Internet die falschen Zahlen abgeschrieben habe.

Die Reaktionsenergie wird also pro Mol angegeben, und ein Mol sind bekanntlich 6⋅10²³ Stück von irgendwas. Das Irgendwas in diesem Fall sind Formelumsätze: Wenn also vier NH₃-Moleküle mit fünf O₂-Molekülen reagieren, dann zählt das als Eins, oder anders gesagt, die Energiemenge von 1170 kJ wird frei, wenn 4 mol NH₃ (=2.4⋅10²⁴ NH₃-Moleküle) mit 5 mol O₂ (=3⋅10²⁴ O₂-Moleküle) miteinander reagieren.

Es gibt aber keinen zwingenden Grund, die Reaktionsgleichung so aufzuschreiben wie ich es gemacht habe. Man könnte ja z.B. auch andere Koeffizienten wählen, z.B.

2 NH₃ + 2½ O₂ ⟶ 2 NO + 3 H₂O
 ⅘ NH₃ + O₂ ⟶ ⅘ NO + 1⅕ H₂O
 NH₃ + 1¼ O₂ ⟶ NO + 1½ H₂O

oder was auch immer Du willst. Die letzte Form ist dabei in der Praxis besonders inter­essant, weil man sich bei dieser Reaktion ja bevorzugt für den Umsatz des Stick­stoffs interessiert und man sich ja oft fragt, wieviel Energie pro gebildetes NO frei wird; das ist dann natürlich genau ein Viertel der oben zitierten Zahl, −292.5 kJ/mol. Damit man nicht verwechselt, worauf man sich bezieht, sagt man oft „Die Reaktion setzt 292.5 kJ pro Mol gebildetes NO frei“ oder so ähnlich. Standardbildungethalpien werden z.B. konventionsgemäß immer auf 1 mol der gebildeten Substanz bezogen.

Die Einheit ist aber immer dieselbe, nämlich kJ/mol (die Koeffizienten der Reaktions­gleichung sind einheitenlos). Anders ist es nur, wenn Du eine konkrete Stoffmenge einsetzt: Wenn Du z.B. ⅔ mol NH₃ mit ⅚ mol O₂ zu ⅔ mol NO und 1 mol H₂O umsetzt, dann erwartest Du eine Reaktionsenergie von −195 kJ, und das ist nicht pro Mol, weil das ja genau die Energie ist, die bei Deinem Experiment freigesetzt wird.

MetsoHD8 
Fragesteller
 21.10.2023, 13:11

Krass, danke. Das hätte ich jetzt nicht erwartet. Vielen Dank für deine Mühe

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