Vergleich Verbrennungswärmen Aromaten und Nicht-Aromat?

4 Antworten

Du hast zum Beispiel Benzol (C₆H₆) und Cyclooctatetraen (C₈H₈). Naïv würdest Du erwarten, daß beide pro CH-Einheit ungefähr die­selbe Ver­­brennungs­­energie haben. Weil die beiden dieselbe Ver­hältnis­formel haben, kann man die Ver­bren­nungs­­energie auch auf die Masse beziehen und sagen: Ich erwarte, daß ein Gramm C₆H₆ beim Ver­brennen ungefähr gleich­viel Energie freisetzt wie ein Gramm C₈H₈.

Tatsächlich sehen die Verbrennungsenergien ΔHc jedoch so aus: C₆H₆ 3273 kJ/mol, C₈H₈ 4545 kJ/mol. Pro CH-Einheit ergibt das 545 bzw. 568 kJ/mol. Das Benzol setzt weniger Wärme beim Verbrennen frei, weil es von vorneherein stabiler ist. Die Differenz ist ein un­gefäh­res Maß dafür, was jeder Kohlen­stoff im Benzol durch die De­lokali­sie­rung der π-Elektronen gewinnt (gut 20 kJ/mol). ~­

Man kann entweder die Bindungslängen mit spektroskopischen Methoden messen, oder aber man misst die Energien bei katalytischer Hydrierung mit Wasserstoff und Palladium auf Kohle als Katalysator.

und welches hat dann die höhere verbrennungswärme?

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@chemienoob197

Die Hydrierwärme ist beim Aromaten höher, weil zusätzlich zu der Hydrierwärme einer isolierten Doppelbindung noch die Mesomeriestabilisierungsenergie dazukommt!

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@chemienoob197

achja... ich gehe jetzt mal davon aus, dass du Hydrierungswärme und nicht Verbrennungswärme meinst...

Verbrennungswärme wäre in dem Zusammenhang eigentlich kein gutes Unterscheidungsmerkmal..

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@chemienoob197

okay, komische Aufgabe dann....

Die Gesamtenergie des Systems eines Aromaten liegt niedriger, als die eines nichtaromatischen Systems (natürlich wenn man das gleiche Molekül betrachtet).

Die Verbrennungsprodukte sind dieselben, sie bilden nen extrem niedrigen Energiezustand.

Die Energiedifferenz zwischen den Verbrennungsprodukten und deinem Aromaten ist kleiner, als die zwischen Verbrennungsprodukten und Nicht-Aromaten.

Also ist die Verbrennungswärme beim Aromaten niedriger als beim Nichtaromaten.

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Die "Mesomeriestabilisierungsenergie" ist das eigentliche Thema. Und die macht sich bemerkbar, egal welchen Weg man zur Bestimmung wählt.

Zunächst ist da natürlich die Standardbildungsenthalpie des Stoffes. Und die wirkt sich auf alle Reaktionen aus, natürlich auch auf die Verbrennung. Wenn die Bildungsenthalpie höher ist, ist die Verbrennungsenthalpie geringer.

Und noch mal ausholend ist die Bildungsenthalpie von Alkanen und Alkenen eigentlich relativ unromantisch, man muss eigentlich nur die C-C-, C-H- und C=C-Bindungen zusammenrechnen und gegen die reinen Elemente setzen.

Bei sterisch nicht allzu widerspenstigen Verbindungen sind die Abweichungen zu vernachlässigen. ABER:

Wenn du ein hypothetisches Cyclohexatrien mit dem real existierenden Benzol vergleichst, dann findest du eine deutliche Abweichung. Weil ein aromatisches Pi-Elektronen-System halt weitläufiger ist, und damit gemäß der Heisenbergschen Unschärfe (kommt übernächstes Jahr) geringere kinetische Energie hat.

Mag sein, dass dir das im Moment zu hoch vorkommt. Aber so isses halt. Elektronen "wollen" halt nur das eine, gemäß der elektischen Anziehungskraft so nah wie möglich an die positive Ladung. Aber sie sind ja auch Wellen, und eine flache ausgedehnte Welle wie in Aromaten lieben sie besonders, um sich möglichst vielen Kernen anzuschmiegen.

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