was ist der unterschied zwischen reaktionswärme und reaktionsethalpie?

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2 Antworten

Im Großen und Ganzen ist das dasselbe.

Wenn Du eine chemische Reaktion ablaufen läßt, dann wird Wärme frei (oder verbraucht, das ist aber nur eine Frage des Vorzeichens). Das ist die Reaktionswärme.

Für eine bestimmte chemische Reaktion ist die Reaktionswärme aber nicht immer gleich, sondern hängt von experimentellen Bedingungen ab. Du kannst Die Reaktion z.B. unter konstantem Druck oder unter konstantem Volumen ablaufen lassen, und das kann einen Unterschied ergeben.

Beispiel: Knallgasreaktion, H₂ + O₂ → 2 H₂O

Wir machen das Experiment folgendermaßen: Wir pumpen Wasserstoff- und Sauerstoff-Gas in einen Container, so daß der Druck genau eine Atmosphäre beträgt. Das ganze hat 120°C, damit alles garantiert gasförmig ist. Der Container wird fest zugeschraubt, und wir zünden die Mischung (es knallt). Weil viel Energie freigeworden ist, ist die Mischung jetzt natürlich sehr heiß. Wir lassen das ganze nun wieder auf 120°C abkühlen und messen dabei genau, wieviel Wärme bei der Abkühlung aus dem System rausfließt. Diese Art von Reaktionswärme nennt man Reaktionsenergie.

Am Ende dieser Prozedur ist der Druck im Reaktionsgefäß nur ⅔ Atmosphären, weil wir ja aus drei Molekülen zwei gemacht haben. Dafür ist das Volumen gleichgeblieben.

Und jetzt machen wir das Experiment noch ein bißchen anders, nämlich in einem Gefäß, dessen Deckel beweglich ist (stell Dir einen Kolben vor, sowas wie eine Fahrradpumpe). Also wieder reinpumpen, zünden und auf die Anfangstemperatur 120°C abkühlen lassen. Der gemessene Wärmefluß ergibt die Reaktionsethalpie.

Hier kriegen wir einen kleinen Unterschied: Der Kolben ist ja beweglich. Er wird also nicht auf der ursprünglichen Höhe steckenbleiben, sondern vom Unterdruck in das Reeaktionsgefäß hineingesagt werden. Am Ende hat dann der Wasserdampf Atmosphärendruck, aber nur noch zwei Drittel des ursprünglichen Volumens.

Die Reaktionsenthalpie wird um einen kleinen Betrag größer sein als die Reaktionsenergie, weil der Außendruck am Wasserdampf Arbeit geleistet hat und ihn zusammengedrückt hat. Und das liegt wieder daran, daß im Zuge der Reaktion Volumen verschwunden ist. Umgekehrt: Wenn sich bei einer Reaktion neues Volumen bildet (z.B. Du löst ein Metall in Salzsäure auf, es entwickelt sich Wasserstoff), dann ist die Enthalpie kleiner als die Energie. Und zwar für jedes Mol entstandenes oder verschwundenes Gas um denselben Betrag RT.

Kurzfassung: Die gemessene Reaktionswärme entspricht der Reaktionsenergie, wenn das Volumen konstant ist, aber der Reaktionsenthalpie, wenn der Druck konstant ist.

Die Reaktionsenthalpie ist allgemein die Energie, welche bei einer Reaktion frei oder aufgenommen wird. Das kann als Wärme, Licht, Druck, Elektrisch oder in anderen Formen geschehen.

Reaktionswärme ist immer die Wärme, welche bei einer Reaktion entsteht.

Meistens setzt man, bzw. Ist die Reaktionsenthalpie mit der Reaktionswärme gleich.

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