Chemie. Das Basiswissen der Chemie. Bearbeitet von Charles E. Mortimer, Ulrich Müller, Johannes Beck

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1 Chemie Das Basiswissen der Chemie Bearbeitet von Charles E. Mortimer, Ulrich Müller, Johannes Beck 12., korrigierte und aktualisierte Auflage 201. Buch. 716 S. Kartoniert ISBN Format (B x L): 19, x 27 cm Weitere Fachgebiete > Chemie, Biowissenschaften, Agrarwissenschaften > Chemie Allgemein Zu Inhalts- und Sachverzeichnis schnell und portofrei erhältlich bei Die Online-Fachbuchhandlung beck-shop.de ist spezialisiert auf Fachbücher, insbesondere Recht, Steuern und Wirtschaft. Im Sortiment finden Sie alle Medien (Bücher, Zeitschriften, CDs, ebooks, etc.) aller Verlage. Ergänzt wird das Programm durch Services wie Neuerscheinungsdienst oder Zusammenstellungen von Büchern zu Sonderpreisen. Der Shop führt mehr als 8 Millionen Produkte.

2 Energieumsatz bei chemischen Reaktionen Energieumsatz bei chemischen Reaktionen / Zusammenfassung Bei chemischen Prozessen wird Energie aufgenommen oder abgegeben. Die Thermochemie befasst sich mit den Energiebeträgen, die als Wärme umgesetzt werden. Die Wärmekapazität eines Körpers ist die benötigte Wärmemenge, um den Körper um 1 C zu erwärmen. Der Wärmeumsatz einer chemischen Reaktion wird mit Hilfe eines Kalorimeters bestimmt. Dabei wird aus der Temperaturänderung des Kalorimeters und seines Inhalts sowie aus deren Wärmekapazitäten die umgesetzte Wärmemenge berechnet. In jedem Stoff steckt eine bestimmte innere Energie. Die Differenz der inneren Energien von Produkten und Reaktanden einer chemischen Reaktion ist die Reaktionsenergie U. Wird die Reaktion bei konstantem Druck p durchgeführt (offenes Reaktionsgefäß) und tritt bei der Reaktion eine Volumenänderung V der Stoffe ein, dann wird gegen den Atmosphärendruck die Volumenarbeit p V geleistet; dies ist bei der Bildung oder dem Verbrauch eines Gases der Fall. Die Reaktionsenthalpie ist definiert als H = U p V, Übersicht.1 Energiemaße 60.2 Temperatur und Wärme 60.3 Kalorimetrie 61.4 Reaktionsenergie und Reaktionsenthalpie 62. Der Satz von Hess 64.6 Bildungsenthalpien 6.7 Bindungsenergien 68 Übungsaufgaben 70 sie gibt den als Wärme beobachtbaren Anteil der Reaktionsenergie an. Wenn bei der Reaktion Wärme freigesetzt wird, spricht man von einer exothermen Reaktion, H ist dann negativ. Bei einer endothermen Reaktion wird Wärme aufgenommen, H ist positiv. Eine thermochemische Gleichung besteht aus einer Reaktionsgleichung und der Angabe des zugehörigen H-Werts. Die H-Werte können durch kalorimetrische Messung bestimmt werden. Nach dem Satz von Hess ist der Wert von H unabhängig davon, ob eine Reaktion in einem oder mehreren Schritten abläuft. Mit Hilfe von Standard-Bildungsenthalpien ΔH 0 f kann die Reaktionsenthalpie einer Reaktion mit der Gleichung ΔH 0 = X ΔH 0 f (Produkte) X ΔH 0 f (Reaktanden) Schlüsselworte (s. Glossar) Energie Wärme Thermochemie Temperatur Spezifische Wärme Joule Kalorie 2 berechnet werden. Mit mittleren Bindungsenergien kann der H-Wert einer Reaktion abgeschätzt werden; H ergibt sich als Summe aller H-Werte für die Energie, die zum Aufbrechen der Bindungen der Reaktanden benötigt wird, und der H-Werte für die Energie, die bei der Bildung neuer Bindungen in den Produkten frei wird. Im Verlaufe einer chemischen Reaktion wird von den beteiligten Stoffen Energie freigesetzt oder aufgenommen, zu jeder Stoffumsetzung gehört auch eine Energieumsetzung. Berechnungen mit den zugehörigen Energiebeträgen sind ebenso von Bedeutung wie die Berechnungen der umgesetzten Stoffmassen. Die freigesetzte oder aufgenommene Energie kann in verschiedenen Formen in Erscheinung treten: als Licht, als elektrische Energie, als mechanische Energie und vor allem als Wärme. Unter Thermochemie versteht man die Untersuchung der Wärmemengen, die bei chemischen Prozessen umgesetzt werden. Wärmekapazität Kalorimeter Reaktionsenergie Innere Energie Enthalpie Reaktionsenthalpie Volumenarbeit Endotherme Reaktion Exotherme Reaktion Gesetz der konstanten Wärmesummen (Satz von Hess) Bildungsenthalpie Standard-Bildungsenthalpie Dissoziationsenergie Bindungsenergie mittlere Bindungsenergie 9

3 Energieumsatz bei chemischen Reaktionen Definition Kraft und ihre Einheit: F=m a 1N = 1 kg m/s 2 Definition Arbeit und ihre Einheit: W=F s 1J = 1N m = 1kg m 2 /s Energiemaße Wenn auf einen Körper mit Masse m eine Kraft F ausgeübt wird, so wird er in Bewegung gesetzt und beschleunigt. Die Beschleunigung a ist die Geschwindigkeitszunahme pro Zeiteinheit. Nach dem Newton-Gesetz sind Kraft und Beschleunigung einander proportional. Die Beschleunigung wird in m/s 2 gemessen. Die SI-Einheit der Kraft ist das Newton (abgekürzt N). 1 Newton ist die Kraft, mit der die Masse m = 1 kg mit a = 1 m/s 2 beschleunigt wird. Arbeit. Beim Beschleunigen des Körpers wird Arbeit geleistet. Die Arbeit W ist definiert als das Produkt der wirkenden Kraft mal der Weglänge s, über welche diese Kraft wirkt. Im internationalen Einheitensystem ist die Einheit für die Arbeit das Joule (abgekürzt J). 1 Joule ist die Arbeit, die bei der Ausübung einer Kraft F = 1 N über eine Wegstrecke von s = 1 m geleistet wird. Definition Kinetische Energie: E kin = W = 1 2 mv2 James Joule * 1818 Salford bei Manchester 1889 Sale bei Manchester Henry Roscoe. The Life & Experiences of Sir Henry Enfield Roscoe (Macmillan: London and New York). p cal = 4,184 J (thermochemische Kalorie = Wärmekapazität von 1 g Wasser bei 17 C an Luft unter Atmosphärendruck) 1 cal = 4,188 J (Wasser bei 1 C) 1 cal = 4,1819 J (Wasser bei 20 C) 1 cal = 4,1868 J (internationale Kalorie) Energie. Energie ist die Fähigkeit, Arbeit zu leisten. Energie kann in unterschiedlichen Formen auftreten, zum Beispiel als Bewegungsenergie (kinetische Energie), elektrische Energie, Wärme(-energie) oder chemische Energie. Nachdem ein Körper der Masse m auf die Geschwindigkeit v beschleunigt wurde und dabei die Arbeit W aufgewandt wurde, verfügt der Körper über kinetische Energie; mit der kinetischen Energie kann wieder Arbeit geleistet werden, wenn der Körper gegen eine Kraft wirkt und dabei seine Geschwindigkeit verliert, d. h. verzögert wird (Verzögerung = negative Beschleunigung). Die dabei geleistete Arbeit ist genauso groß wie die Arbeit, die beim anfänglichen Beschleunigen des Körpers geleistet wurde. Die im bewegten Körper steckende kinetische Energie entspricht genau dem Betrag dieser Arbeit. Die kinetische Energie E kin steht mit der Masse m und der Geschwindigkeit v in Beziehung. Energie kann stets nur von einer Form in eine andere umgewandelt werden, sie kann aber nie erzeugt oder vernichtet werden. Auf diesen Satz der Erhaltung der Energie (Erster Hauptsatz der Thermodynamik) kommen wir im Kapitel 21 (S. 324) zurück. Auch bei der Umwandlung von mechanischer Energie in Wärmeenergie, zum Beispiel wenn ein bewegter Körper gegen eine Wand prallt und seine kinetische Energie in Wärme umgewandelt wird, wird aus einer bestimmten Energiemenge immer eine definierte Menge an Wärme erhalten; dies wurde von James Joule entdeckt. Das Maß für die Energie entspricht dem Betrag der Arbeit, die damit geleistet werden kann; 1 Joule ist die Einheit für die Energie, unabhängig von der Form, in der sie auftritt..2 Temperatur und Wärme Wärme ist eine Form von Energie, die in jedem Körper in unterschiedlicher Menge enthalten sein kann. Zwischen zwei Körpern, die in Kontakt miteinander sind, fließt Wärme von einem zum anderen, wenn die Temperaturen der Körper verschieden sind. Die Temperatur ist ein Maß dafür, in welcher Richtung der Wärmefluss erfolgt. Als Einheit zur Temperaturmessung verwenden wir neben dem Grad Celsius ( C) das Kelvin (Symbol K); beide unterscheiden sich durch die Wahl des Nullpunktes, während die Einheiten selbst gleich groß sind. Die Temperatur in K ist gleich der Temperatur in C nach Addition des Wertes 273,1. Die spezifische Wärme einer Substanz ist die Wärmemenge, die benötigt wird, um 1 g der Substanz um 1 C zu erwärmen. Für lange Zeit diente die spezifische Wärme des Wassers als Maßeinheit für die Wärmeenergie: die Kalorie (cal) war definiert als die Wärmemenge, die zum Erwärmen von 1 g Wasser nötig ist. Es gibt mehrere Umrechnungsfaktoren von Kalorien auf Joule. Obwohl deshalb nicht eindeutig ist, was gemeint ist, werden Energieangaben oft immer noch in Kalorien gemacht. 60

4 .3 Kalorimetrie.3 Kalorimetrie Die Wärmekapazität C eines Körpers mit der Masse m ist die Wärmemenge, die benötigt wird, um die Temperatur des Körpers um 1 C zu erhöhen. Sie ist das Produkt aus der spezifischen Wärme mal der Masse. Um einen Körper von der Temperatur T 1 auf die Temperatur T 2 zu erwärmen, ist die Wärmemenge Q erforderlich: Q=C (T 2 T 1 ) Beispiel.1 Wasser hat bei 20 C eine spezifische Wärme von 4,18 J g 1 K 1. Die Wärmekapazität von 12 g Wasser beträgt: C = 12 g 4,18 J g 1 K 1 = 23 J/K Um 12 g Wasser von 20,0 C (293,1 K) auf 2,0 C (298,1 K) zu erwärmen, benötigt man die Wärmemenge: Spezifische Wärmekapazität C einiger Stoffe Material C/(J g 1 K 1 ) Blei 0,13 Silber 0,24 Kupfer 0,38 Aluminium 0,90 Ethanol 2,43 Wasser 4,18 Q = 23 J K 1 (2,0 20,0) K = 2, J = 2,61 kj Ein Kalorimeter dient zum Messen der Wärmemengen, die bei chemischen Reaktionen freigesetzt oder aufgenommen werden. Ein Bombenkalorimeter (Abb..1) wird verwendet, um die bei Verbrennungsprozessen freigesetzte Wärme zu messen. Die Messung wird folgendermaßen durchgeführt: 1. Eine sorgfältig abgewogene Menge der Probe wird in die Bombe eingebracht, die dann mit Sauerstoff unter Druck gefüllt und geschlossen wird. 2. Die Bombe wird in einer abgewogenen Menge Wasser versenkt, das sich in einem gegen Wärmeaustausch isolierten Gefäß befindet. Durch Rühren wird für eine gleichmäßige Temperatur des Wassers im ganzen Gefäß gesorgt. 3. Die Anfangstemperatur T 1 wird gemessen. 4. Durch elektrische Zündung wird die Verbrennungsreaktion ausgelöst.. Die freigesetzte Wärme sorgt für eine Erhöhung der Temperatur auf den Endwert T Sowohl das Wasser als auch das Kalorimeter nehmen Wärme auf. Die Wärmekapazität des Wassers kann aus der Masse des Wassers berechnet werden. Diejenige des Geräts wird experimentell ermittelt, indem die Temperaturerhöhung nach Zufuhr einer bekannten Wärmemenge (z. B. durch elektrische Beheizung) gemessen wird. Die Wärmekapazität ergibt sich als Summe beider Werte: Rührer Abb..1 Zünddraht Ein Bombenkalorimeter. Thermometer isoliertes Gefäß Wasser Bombe Probenbehälter C gesamt = C Wasser C Gerät 7. Die beim Experiment freigesetzte Wärme Q wird aus der gemessenen Temperaturerhöhung berechnet: Q=C gesamt (T 2 T 1 ) Beispiel.2 In einem Bombenkalorimeter wird Traubenzucker (C 6 H 12 O 6 ) verbrannt: C 6 H 12 O 6 (s) 6 O 2 (g) 6CO 2 (g)6h 2 O(l) Das Kalorimeter habe eine Wärmekapazität von C Gerät = 2,21 kj/k, und es sei mit 1,20 kg Wasser gefüllt. Die Anfangstemperatur sei T 1 = 19,00 C; nach Verbrennung von 3,00 g Traubenzucker steigt die Temperatur auf T 2 = 2,0 C. Welche Wärme wird bei der Verbrennung von 1 mol Traubenzucker frei?... 61

5 Energieumsatz bei chemischen Reaktionen... Berechnung der Wärmekapazität des Kalorimeters: C gesamt = 1,20 kg 4,18 kj kg 1 K 1 2,21 kj K 1 = 7,23 kj K 1 Berechnung der Wärmemenge: Q=C gesamt (T 2 T 1 ) = 7,23 kj K 1 6,0 K = 47,0 kj Diese Wärmemenge wird bei der Verbrennung von 3,00 g Traubenzucker abgegeben. Mit M(Traubenzucker) = 180 g mol 1 gilt: Q = 47,0 kj 180 g mol 1 3,00 g = 2, kj/mol.4 Reaktionsenergie und Reaktionsenthalpie Wenn in einem geschlossenen Gefäß eine Reaktion abläuft, bei der ein Gas entsteht (oder mehr Gas entsteht als verbraucht wird), so wird der Druck innerhalb des Gefäßes ansteigen. Wenn das Gefäß ein Zylinder ist, der mit einem beweglichen Kolben verschlossen ist, dann wird durch den Druckanstieg der Kolben in Bewegung gesetzt, es wird mechanische Arbeit geleistet. Die Kraft, gegen welche die Arbeit geleistet wird, ist durch den von außen gegen den Kolben wirkenden Atmosphärendruck p bedingt (Abb..2). Der Kolben kommt zum Stillstand, wenn durch die Volumenvergrößerung im Inneren des Zylinders der Druck auf den gleichen Wert p wie der Außendruck gesunken ist. Der Querschnitt des Kolbens habe eine Fläche A. Die von außen auf den Kolben wirkende Kraft beträgt dann Abb..2 Ein Gas, das bei einer chemischen Reaktion entsteht, leistet mechanische Arbeit gegen die Außenatmosphäre, erkennbar am Herausdrücken eines Kolbens. Auch wenn der Kolben fehlt (offenes Gefäß), wird die gleiche Arbeit geleistet (Außenluft wird verdrängt). F=A p Wenn der Kolben um eine Wegstrecke s nach außen geschoben wird, erhöht sich das Volumen im Zylinder um ΔV =V 2 V 1 = A s (V 1 = Anfangs-, V 2 = Endvolumen) Die geleistete Arbeit beträgt W = F s = A p s = ΔV p Definition. Reaktionsenergie: ΔU =U 2 U 1 ΔU negativ: Energie wird abgegeben ΔU positiv: Energie wird aufgenommen Reaktionsenthalpie: ΔH = ΔU p ΔV ΔH negativ: Wärmeenergie wird abgegeben ΔH positiv: Wärmeenergie wird aufgenommen Sie wird Volumenarbeit genannt. Die gleiche Volumenarbeit wird auch geleistet, wenn die Reaktion in einem offenen Gefäß abläuft; das entstehende Gas leistet Arbeit, indem es gegen den Druck der Außenatmosphäre wirkt und die umgebende Luft verdrängt (Abb..2). Bei einer Reaktion, die im geschlossenen Gefäß abläuft, zum Beispiel in einem Bombenkalorimeter, wird keine mechanische Arbeit geleistet. Die gesamte bei der Reaktion freigesetzte Energie kann als Wärmeenergie anfallen. Diese Gesamtenergie nennen wir Reaktionsenergie. Jeder Stoff hat in sich Energie in irgendeiner Form gespeichert, wir nennen sie die innere Energie U. Die Summe der inneren Energien der Reaktanden sei U 1, die der Produkte U 2. Die Reaktionsenergie ΔU ist deren Differenz. Die meisten chemischen Reaktionen werden in offenen Gefäßen durchgeführt. Wenn dabei Volumenarbeit geleistet wird, kann diese nicht mehr als Wärmeenergie anfallen, d. h. freigesetzte Reaktionsenergie teilt sich auf Volumenarbeit und einen restlichen, als Wärme erhältlichen Energieanteil auf. Diesen restlichen Anteil nennen wir Reaktionsenthalpie (Reaktionswärme, Wärmetönung); sie wird mit dem Symbol ΔH bezeichnet. 62

6 .4 Reaktionsenergie und Reaktionsenthalpie Reaktionen, bei denen Wärme freigesetzt wird, heißen exotherme Reaktionen, für sie hat ΔH ein negatives Vorzeichen. Endotherme Reaktionen benötigen die Zufuhr von Wärme, ΔH hat positives Vorzeichen. Man beachte bei der Definitionsgleichung für die Reaktionsenthalpie die Definition für die Vorzeichen! (Abb..3) U 1 und V 1 sind die innere Energie bzw. das Volumen vor der Reaktion, U 2 und V 2 nach der Reaktion. Wenn U 1 > U 2, so haben die Produkte eine geringere innere Energie; in diesem Fall wird Energie an die Umgebung abgegeben und ΔU =U 2 U 1 ist negativ. Wenn V 1 < V 2, so ist das Volumen nach der Reaktion größer, es wird mechanische Arbeit geleistet, und W=p ΔV =p (V 2 V 1 ) ist positiv. Wenn zu einem negativen ΔU-Wert ein positiver W-Wert addiert wird, ist der resultierende ΔH-Wert weniger negativ als ΔU, d. h. die abgegebene Reaktionswärme ist weniger als die Reaktionsenergie. Beispiel.3 Bei der Reaktion H 2 SO 4 (l) CaCO 3 (s) CaSO 4 (s) H 2 O(l) CO 2 (g) wird das Gas CO 2 entwickelt. 1 mol CO 2 beansprucht bei 2 C und einem Atmosphärendruck von p = 101 kpa ein Volumen von 24, L/mol. Wegen der Volumenvergrößerung von ΔV = 24, L/mol wird folgende Volumenarbeit geleistet: p ΔV = N m 2 24, 10 3 m 3 mol 1 = 2, 10 3 J/mol = 2, kj/mol Die Reaktionsenergie beträgt ΔU = 96,1 kj/mol, das negative Vorzeichen zeigt uns die Abgabe von Energie an. Als Wärmeenergie erhält man nur die Reaktionsenthalpie mit dem kleineren Betrag ΔH = ΔU pδv =( 96,1 2,) kj/mol = 93,6 kj/mol Abb..3 Wenn wir ein System reagierender Substanzen beobachten, liegt unser Standort außerhalb des Systems. Als Zuschauer empfinden wir die vom System uns zugeführte Wärmeenergie als Gewinn, als etwas Positives. Unser Interesse ist hier aber auf das Geschehen innerhalb des Systems gerichtet. Für das System ist abgegebene Energie ein Verlust. Deshalb gilt die Konvention, dass die Reaktionsenergie ein negatives Vorzeichen erhält, wenn das System Energie abgibt. Genauso wie die Reaktionsenergie ΔU als Differenz der inneren Energien von Produkten und Reaktanden zu verstehen ist, kann man die Reaktionsenthalpie ΔH als Differenz von Enthalpien oder Wärmeinhalten H 2 und H 1 der Produkte und Reaktanden auffassen: griechisch: en = darin thalpos = Wärme ΔH =H 2 H 1 Bei einer exothermen Reaktion haben die Produkte einen geringeren Wärmeinhalt als die Reaktanden (Abb..4), bei einer endothermen Reaktion ist es umgekehrt (Abb..). Die Enthalpien chemischer Substanzen hängen von der Temperatur, dem Druck und dem Aggregatzustand ab. Durch Konvention werden die für chemische Reaktionen angegebenen ΔH-Werte auf Bedingungen bei 2 C und Norm-Atmosphärendruck (101,3 kpa) bezogen; abweichende Bedingungen müssen spezifiziert werden. Thermochemische Angaben müssen sich auf eine bestimmte Reaktionsgleichung beziehen. Der Wert für ΔH wird neben die Reaktionsgleichung geschrieben und bezieht sich auf die in der Gleichung aufgeführten Stoffmengen in Mol. Die Molzahlen dürfen auch Bruchzahlen sein. Wenn 1 mol H 2 mit einem halben mol O 2 unter Bildung von Wasser reagiert, wird die Wärmemenge von 286 kj freigesetzt: Abb..4 Enthalpie-Diagramm für eine exotherme Reaktion. H 2 (g) 1 2 O 2 (g) H 2 O(l) ΔH = 286 kj/mol Abb.. Enthalpie-Diagramm für eine endotherme Reaktion. 63

7 Energieumsatz bei chemischen Reaktionen Der Aggregatzustand aller beteiligten Substanzen muss angegeben werden: (g) für gasförmig, (s) für fest (solidus), (l) für flüssig (liquidus) und (aq) für Lösung in Wasser (aqua). Die Notwendigkeit der Angabe wird durch Vergleich der folgenden Gleichung mit der vorigen Gleichung deutlich: H 2 (g) 1 2 O 2 (g) H 2 O(g) ΔH = 242 kj/mol Wenn das Reaktionsprodukt Wasserdampf anstelle von flüssigem Wasser ist, werden 44 kj pro mol H 2 O weniger an Wärme frei. Dies entspricht dem Energiebetrag, der notwendig ist, um 1 mol H 2 O(l) in 1 mol H 2 O(g) bei 2 C und Atmosphärendruck zu überführen. Bei Umkehrung der Formulierung einer Reaktionsgleichung wird das Vorzeichen von ΔH umgekehrt: Konventionen zum Formulieren< von thermochemischen Gleichungen: 1. Bei exothermen Reaktionen (Abgabe von Wärmeenergie) ist ΔH negativ. Bei endothermen Reaktionen (Aufnahme von Wärmeenergie) ist ΔH positiv. 2. Wenn nicht anders angegeben, beziehen sich alle ΔH-Werte auf Bedingungen bei 2 C und Normdruck (Atmosphärendruck auf Meereshöhe, d. h. 101,3 kpa oder 1,013 bar). 3. Der Aggregatzustand aller Substanzen ist anzugeben. 4. Die Koeffizienten in der Gleichung bezeichnen die Zahl der umgesetzten Mole für jede Substanz, der ΔH- Wert bezieht sich auf diese Stoffmengen.. Bei Multiplikation der Koeffizienten mit einem Faktor wird auch der ΔH- Wert mit dem gleichen Faktor multipliziert. 6. Bei Umkehrung der Richtung der Reaktionsgleichung wird das Vorzeichen von ΔH umgekehrt. 7. Die gleichen Regeln gelten auch für Reaktionen bei konstantem Volumen (geschlossenes Gefäß), wobei an die Stelle der Reaktionsenthalpie ΔH die Reaktionsenergie ΔU tritt. 1 2 H 2 (g) 1 2 I 2 (s) HI(g) ΔH = 2,9 kj/mol HI(g) 1 2 H 2 (g) 1 2 I 2(s) ΔH = 2,9 kj/mol Werden die Koeffizienten der Gleichung mit einem Faktor multipliziert, dann wird auch der Wert von ΔH mit diesem Faktor multipliziert; Multiplikation der letztgenannten Gleichung mit 2 ergibt: 2HI(g) H 2 (g) I 2 (s) ΔH = 1,8 kj/mol Thermochemische Berechnungen werden in der gleichen Art wie andere stöchiometrische Berechnungen durchgeführt. Sie können gleichermaßen auch mit den Reaktionsenergien ΔU angestellt werden, wenn die Reaktionen im geschlossenen Gefäß, d. h. bei konstantem Volumen durchgeführt werden. Beispiel.4 Die Thermitreaktion ist stark exotherm: 2Al(s) Fe 2 O 3 (s) 2 Fe(s) Al 2 O 3 (s) ΔH = 848 kj/mol Wie viel Wärme wird freigesetzt, wenn 36,0 g Aluminium mit überschüssigem Eisen(III)-oxid (Fe 2 O 3 ) reagieren? n(al)= m(al) M(Al) = 36,0 g = 1,33 mol 1 27,0 g mol Wenn mit n(al) = 2 mol ΔH = 848 kj freigesetzt werden, sind es mit 1,33 mol Aluminium: 1,33 mol ( 848 kj) = 6 kj 2,00 mol. Der Satz von Hess Grundlage vieler kalorimetrischer Berechnungen ist das Gesetz der konstanten Wärmesummen, das 1840 von Germain H. Hess nach experimentellen Befunden formuliert wurde. Nach dem Hess-Satz ist die Reaktionsenthalpie einer Reaktion konstant, unabhängig davon, ob sie in einem Schritt oder über Zwischenstufen abläuft. Bei der Verbrennung von Graphit entsteht zum Beispiel Kohlendioxid: C(Graphit) O 2 (g) CO 2 (g) ΔH = 393, kj/mol 64

8 .6 Bildungsenthalpien Der Prozess kann auch in zwei Schritten ablaufen: C(Graphit) 1 2 O 2 (g) CO(g) ΔH = 110, kj/mol CO(g) 1 2 O 2 (g) CO 2 (g) ΔH = 283,0 kj/mol C(Graphit) O 2 (g) CO 2 (g) ΔH = 393, kj/mol Die Reaktionsenthalpien der beiden Teilschritte addieren sich zur Reaktionsenthalpie der Gesamtreaktion (Abb..6). Durch die Möglichkeit, Reaktionsenthalpien additiv zu behandeln, können die Werte für bestimmte Reaktionen aus den Werten anderer Reaktionen berechnet werden. Zum Beispiel kann Methan (CH 4 ) nicht direkt aus Graphit und Wasserstoff hergestellt werden. Die Reaktionsenthalpie für diesen Vorgang lässt sich aber mit Hilfe folgender Gleichungen berechnen: C(Graphit) O 2 (g) CO 2 (g) ΔH = 393, kj/mol 2H 2 (g) O 2 (g) 2H 2 O(l) ΔH = 71,8 kj/mol CO 2 (g) 2 H 2 O(l) CH 4 (g) 2 O 2 (g) ΔH = 890,4 kj/mol C(Graphit) 2 H 2 (g) CH 4 (g) ΔH = 74,9 kj/mol Beispiel. Gegeben sind: 4NH 3 (g) 3 O 2 (g) 2N 2 (g) 6 H 2 O(l) ΔH = 131 kj/mol (1) N 2 O(g) H 2 (g) N 2 (g) H 2 O(l) ΔH = 367,4 kj/mol (2) H 2 (g) 1 2 O 2 (g) H 2O(l) ΔH = 28,9 kj/mol (3) Abb..6 Enthalpie-Diagramm zur Veranschaulichung des Hess-Satzes. Welche Reaktionsenthalpie hat die Reaktion (4)? 2NH 3 (g)3n 2 O(g) 4N 2 (g)3h 2 O(l) (4) Gleichung (4) ergibt sich additiv aus: 1 [Gleichung (1)] 3 [Gleichung (2)] 3 [Gleichung (3)]. 2 Mit den gleichen Faktoren sind die ΔH-Werte zu versehen: ΔH = ,4 3 28,9 kj/mol = 1010,0 kj/mol 2.6 Bildungsenthalpien Ein bequemer Weg, Reaktionsenthalpien zu berechnen, geht von tabellierten Werten aus, die wir Standard-Bildungsenthalpien nennen. Die Standard-Bildungsenthalpie ist der ΔH-Wert, der zur Bildung von 1 mol reiner Substanz aus den reinen Elementen unter Standard-Bedingungen gehört. Standard-Bedingungen bedeuten: Sowohl die Elemente (Reaktanden) wie die Verbindungen (Produkte) liegen bei Norm-Atmosphärendruck (101,3 kpa = 1,013 bar) und bei einer Standard-Temperatur vor, die in der Regel 2 C (298 K) beträgt. Von den Elementen wird die bei 101,3 kpa und der Standard-Temperatur stabilste Form genommen. Kohlenstoff kommt zum Beispiel als Graphit und als Diamant vor; Graphit ist die stabilste Form, für die Umwandlung Graphit Diamant gilt ΔH 0 = 1,9 kj/mol. Das Symbol ΔH 0 dient allgemein zur Bezeichnung von Reaktionsenthalpien unter Standard-Bedingungen. ΔH 0 f ist das Symbol für die Standard-Bildungsenthalpie. Soweit Standard-Bildungsenthalpien nicht direkt gemessen werden können, werden sie aus anderen thermochemischen Daten mit Hilfe des Hess-Satzes Definition Standard-Bedingungen: Normdruck = 101,32 kpa Standard-Temperatur, meist 2 C. 6

9 Energieumsatz bei chemischen Reaktionen Tab..1 Einige Standard-Bildungsenthalpien bei 2 C und 101,3 kpa. Verbindung ΔH 0 f /(kj mol 1 ) Verbindung ΔH 0 f /(kj mol 1 ) AgCl(s) 127,0 CS 2 (l) 87,86 Al 2 O 3 (s) 1669,8 Fe 2 O 3 (s) 822,2 BaCO 3 (s) 1218 HBr(g) 36,2 BaO(s) 88,1 HCl(g) 92,30 CaCO 3 (s) 1206,9 HCN(g) 130, CaO(s) 63, HF(g) 269 Ca(OH) 2 (s) 986,9 HgBr 2 (s) 169 Ca 3 P 2 (s) 04,17 HI(g) 2,9 CF 4 (g) 913,4 HNO 3 (l) 173,2 CH 4 (g) 74,8 H 2 O(g) 241,8 C 2 H 2 (g) 226,7 H 2 O(l) 28,9 C 2 H 4 (g) 2,30 H 2 S(g) 20,2 C 2 H 6 (g) 84,68 MgO(s) 601,83 C 6 H 6 (l) 49,04 NaCl(s) 411,0 CH 3 Cl(l) 132 NF 3 (g) 113 H 3 CNH 2 (g) 28 NH 3 (g) 46,19 H 3 COH(g) 201,2 NH 4 NO 3 (s) 36,1 H 3 COH(l) 238,6 NO(g) 90,37 H C 2 OH(l) 277,6 NO 2 (g) 33,8 CO(g) 110, PH 3 (g) 9,2 CO 2 (g) 393, SO 2 (g) 296,9 COCl 2 (g) 223 ZnO(s) 348,0 berechnet. Die im Abschnitt. (s. oben) aufgeführte Berechnung für die Bildung von Methan aus Graphit und Wasserstoff ist eine solche Berechnung, d. h. der dort ermittelte Wert ist die Standard-Bildungsenthalpie des Methans, ΔH 0 f = 74,9 kj/mol. Weitere Werte für ΔH 0 f sind in Tab..1 aufgeführt. Standard-Reaktionsenthalpien können allgemein aus den Standard-Bildungsenthalpien der beteiligten Verbindungen berechnet werden. Zum Beispiel kann die Reaktionsenthalpie (2 C, 101,32 kpa) für die Reaktion C 2 H 4 (g)h 2 (g) C 2 H 6 (g) aus den Standard-Bildungsenthalpien für Ethen, C 2 H 4 (g), und Ethan, C 2 H 6 (g), berechnet werden: 2 C(Graphit) 2 H 2 (g) C 2 H 4 (g) ΔH 0 f = 2,30 kj/mol 2 C(Graphit) 3 H 2 (g) C 2 H 6 (g) ΔH 0 f = 84,68 kj/mol Man formuliert die erste dieser Gleichungen in umgekehrter Richtung: C 2 H 4 (g) 2 C(Graphit) 2 H 2 (g) ΔH 0 = 2,30 kj/mol und addiert sie zur zweiten Gleichung; es bleibt: C 2 H 4 (g)h 2 (g) C 2 H 6 (g) ΔH 0 = 136,98 kj/mol 66

10 Der Wert ΔH 0 der Reaktion ist somit nichts anderes als ΔH 0 = ΔH 0 f (C 2 H 6 ) ΔH0 f (C 2 H 4 ) Allgemein gilt für beliebige Reaktionen: ΔH 0 = ΔH 0 f (Produkte) ΔH0 f (Reaktanden) Beispiel.6 Welche ist die Reaktionsenthalpie (2 C, 101,3 kpa) der Reaktion 2NH 3 (g)3cl 2 (g) N 2 (g) 6 HCl(g)? Mit den Werten aus Tab..1 berechnet man: P ΔH 0 f (Produkte) = 6 ΔH0 f P (HCl,g) ΔH 0 f (Reaktanden) = 2 ΔH0 f (NH 3,g) Für Cl 2 (g) und N 2 (g) sind die Werte null, da es sich um die Elemente in ihrer stabilsten Form handelt. ΔH 0 =6 ΔH 0 f (HCl,g) 2 ΔH0 f (NH 3,g) = 6 92,30 2 ( 46,19) kj/mol = 461,4 kj/mol.6 Bildungsenthalpien < Berechnung von Reaktionsenthalpien aus Standard-Bildungsenthalpien 1. Zuerst wird die chemische Reaktionsgleichung formuliert. 2. Man berechne ΔH 0 = X ΔH 0 f (Produkte) X ΔH 0 f (Reaktanden) Bei der Bildung der Summe wird der ΔH 0 f -Wert jeder Verbindung mit dem zugehörigen Koeffizienten (Zahl der Mole) aus der Reaktionsgleichung multipliziert. Kommen in der Gleichung Elemente in ihrer normalen (stabilen) Form vor, so ist der zugehörige ΔH 0 f -Wert null. Der berechnete ΔH 0 -Wert gilt nur für Standard- Bedingungen. Beispiel.7 Welche ist die Standard-Reaktionsenthalpie für die Reaktion Fe 2 O 3 (s) 3 CO(g) 2 Fe(s) 3 CO 2 (g)? ΔH 0 =3ΔH 0 f (CO 2,g) [ΔH0 f (Fe 2 O 3,s) 3 ΔH0 f (CO,g)] = 3 393, [ 822, ,] kj/mol = 26,8 kj/mol Beispiel.8 Mit Hilfe der Reaktion B 2 H 6 (g)6h 2 O(l) 2H 3 BO 3 (s) 6 H 2 (g) ΔH 0 = 493,4 kj/mol soll die Standard-Bildungsenthalpie für Diboran (B 2 H 6 ) berechnet werden. Es gilt: ΔH 0 f (H 3 BO 3,s) = 1088,7 kj/mol ΔH 0 =2ΔH 0 f (H 3 BO 3,s) 6 ΔH0 f (H 2 O, l) ΔH0 f (B 2 H 6,g) 493,4 kj/mol = ,7 6 28,9 kj/mol ΔH 0 f (B 2 H 6,g) ΔH 0 f (B 2 H 6, g) = 31,4 kj/mol 67

11 Energieumsatz bei chemischen Reaktionen.7 Bindungsenergien Die Atome in Molekülen werden durch chemische Bindungen zusammengehalten (Näheres folgt in Kapitel 7 9). Die Energie, die zum Aufbrechen der Bindung eines zweiatomigen Moleküls benötigt wird, ist die Dissoziationsenergie. Die Energie wird in Kilojoule pro Mol Bindungen angegeben. Die Bindungsstriche in den folgenden Beispielen symbolisieren die chemische Bindung: H H(g) 2 H(g) ΔH = 43 kj/mol Cl Cl(g) 2Cl(g) ΔH = 243 kj/mol H Cl(g) H(g) Cl(g) ΔH = 431 kj/mol Die vorstehenden ΔH-Werte sind positiv, das Aufbrechen der Bindungen erfordert die Zufuhr von Energie. Die Dissoziation des H 2 -Moleküls erfordert den höchsten Energiebetrag, d. h. im H 2 -Molekül liegt die stärkste der drei aufgeführten Bindungen vor. Werden zwei Atome zu einem Molekül zusammengefügt, so wird der entsprechende Energiebetrag freigesetzt. Mit Hilfe der Werte von Dissoziationsenergien können die Reaktionsenthalpien für manche Reaktionen berechnet werden. Beispiel.9 Berechnung der Reaktionsenthalpie für die Reaktion H 2 (g)cl 2 (g) 2HCl(g) aus den Dissoziationsenergien der beteiligten Moleküle: H H(g) 2 H(g) ΔH = 43 kj/mol Cl Cl(g) 2Cl(g) ΔH = 243 kj/mol 2 H(g) 2 Cl(g) 2HCl(g) ΔH = = 862 kj/mol H H(g) Cl Cl(g) 2H Cl(g) ΔH = 184 kj/mol Die Reaktion ist somit exotherm. Die Betrachtung kann auf mehratomige Moleküle ausgedehnt werden. Bei der vollständigen Dissoziation eines Wasser-Moleküls müssen zwei H O-Bindungen aufgebrochen werden: H O H(g) 2 H(g) O(g) ΔH = 926 kj/mol Der ΔH-Betrag bezieht sich auf das Trennen von zwei Mol H O-Bindungen. Die Hälfte des Betrags, 463 kj/mol, ist die mittlere Bindungsenergie für eine H O- Bindung. Werden die Bindungen nacheinander getrennt, so werden tatsächlich unterschiedliche Werte beobachtet: H O H(g) H(g) O H(g) ΔH = 01 kj/mol O H(g) H(g) O(g) ΔH = 42 kj/mol Die erste H O-Bindung des Wasser-Moleküls erfordert mehr Energie zur Trennung als die zweite. Das Fragment, das nach Abtrennung eines H-Atoms verbleibt, das O H-Molekül, ist weniger stabil als das Wasser-Molekül. Die tatsächlichen Energiebeträge für solche Einzelschritte sind für uns weniger wichtig; bei den Rechnungen bedienen wir uns der mittleren Bindungsenergie. 68

12 Beispiel.10 Wie groß ist die Reaktionsenthalpie für die Reaktion 2NH 3 (g)3cl Cl(g) N N(g) 6 H Cl(g)? Man betrachtet die aufzuwendenden Energiebeträge, um alle Bindungen aufzubrechen, und stellt sie den Beträgen gegenüber, die bei der Knüpfung der neuen Bindungen frei werden: 2NH 3 (g) 2 N(g) 6 H(g) ΔH =6 389 = 2334 kj/mol 3Cl 2 (g) 6Cl(g) ΔH =3 243 = 729 kj/mol 2 N(g) N 2 (g) ΔH = 941 kj/mol 6 H(g) 6 Cl(g) 6HCl(g) ΔH =6 ( 431) = 286 kj/mol 2NH 3 (g) 3 Cl 2 (g) N 2 (g) 6 HCl(g) ΔH = 464 kj/mol Der im Beispiel.6 (S. 67) berechnete Wert für die gleiche Reaktion ( 461,4 kj/mol) ist zuverlässiger als der aus den Bindungsenergien abgeleitete Wert. Die Stärke einer Bindung in einem Molekül hängt von der Struktur des Gesamtmoleküls ab. Die Bindungsenergie eines bestimmten Bindungstyps in verschiedenen Molekülen, die diese Bindung enthalten, ist nicht die gleiche. Zum Beispiel ist die Bindungsenergie einer H O-Bindung im H O H-Molekül nicht die gleiche wie in einem H O Cl-Molekül. Die in Tab..2 angegebenen Werte sind Mittelwerte; ΔH-Werte, die damit berechnet werden, sind Schätzwerte. In manchen Molekülen sind Atome durch Mehrfachbindungen miteinander verknüpft. Je nach Molekül können zwei Stickstoff-Atome zum Beispiel durch eine einfache (N N), eine doppelte (N N) oder eine dreifache (N N) Bindung verbunden sein. Wie man den Werten in Tab..2 entnehmen kann, nimmt die Bindungsenergie in der Reihenfolge zu: Einfachbindung < Doppelbindung < Dreifachbindung Beim Umgang mit Bindungsenergien ist zu beachten: Alle hier angegebenen Werte sind nur auf gasförmige Verbindungen anwendbar. Mit mittleren Bindungsenergien berechnete ΔH-Werte sind nur Schätzwerte. In manchen Molekülen liegen besondere Verhältnisse vor, die eine Anwendung mittlerer Bindungsenergien nicht zulassen. Tab..2 Dissoziationsenergien von zweiatomigen Molekülen und mittlere Bindungsenergien für mehratomige Moleküle im gasförmigen Zustand. Bindung Br Br 193 C C 347 C C 619 C C 812 C Cl 326 C F 48 C H 414 C N 293 C N 616 C N 879 C O 33 C O 707 Cl Cl 243 F F 1 H Br 364 H Cl 431 H F 6 H H 43 H I 297 I I 11 N Cl 201 N H 389 N N 19 N N 418 N N 941 O Cl 20 O F 184 O H 463 O O 138 O P Cl 326 P H 318 S Cl 276 S H 339 S S Bindungsenergien Bindungsenergie/ (kj mol 1 ) 69

13 Energieumsatz bei chemischen Reaktionen Übungsaufgaben (Lösungen s. S. 639) Kalorimetrie.1 Welche Wärmekapazität haben 32 g Wasser bei 20 C?.2 Wie viel Kilojoule Wärme benötigt man, um 1,0 kg Wasser von 22,00 auf 2,00 C zu erwärmen?.3 Welche ist die spezifische Wärme von Alkohol, wenn 129 J benötigt werden, um 1,0 g von 22,70 auf 26,20 C zu erwärmen?.4 Welche ist die spezifische Wärme von Eisen, wenn 186 J benötigt werden, um 16 g von 23,20 auf 2,70 C zu erwärmen?. Blei hat eine spezifische Wärme von 0,129 J g 1 K 1. Wie viel Joule benötigt man, um 207 g Blei von 22,2 auf 27,6 C zu erwärmen?.6 Nickel hat eine spezifische Wärme von 0,444 J g 1 K 1. Wenn 32,3 g Nickel 0,0 J zugeführt werden, welche Temperatur erreicht es, wenn die Anfangstemperatur 23,2 C war?.7 1,4 g Essigsäure (CH 3 CO 2 H) wurden mit überschüssigem Sauerstoff in einem Bombenkalorimeter verbrannt. Das Kalorimeter selbst hat eine Wärmekapazität von 2,67 kj/k und enthält 0,70 kg Wasser. Es wurde eine Temperaturerhöhung von 24,32 auf 27,9 C beobachtet. Welche Wärmemenge wird bei Verbrennung von 1,00 mol Essigsäure frei?.8 Bei der Verbrennung von 2,30 g Benzochinon (C 6 H 4 O 2 )in einem Bombenkalorimeter wurde eine Temperaturerhöhung von 19,22 auf 27,07 C beobachtet. Das Kalorimeter selbst hat eine Wärmekapazität von 3,27 kj/k und enthält 1,00 kg Wasser. Welche Wärmemenge wird bei der Verbrennung von 1,00 mol Benzochinon frei?.9 Bei der Verbrennung von Glucose (C 6 H 12 O 6 ) wird eine Energie von 2, kj/mol freigesetzt. 1,2 g Glucose wurden in einem Kalorimeter verbrannt, das 0,90 kg Wasser enthält, wobei ein Temperaturanstieg von 20,10 nach 23,2 C beobachtet wurde. Welche Wärmekapazität hat das Kalorimeter?.11 Wie groß ist die Reaktionsenergie für C(Graphit) 1 2 O 2 (g) CO(g) ΔH0 : = 110, kj/mol? Bei den Standardbedingungen nimmt 1 mol CO ein um 12,2 L größeres Volumen ein als 1 mol Sauerstoff Bei der Verbrennung von 1,000 g Benzol, C 6 H 6 (l), mit O 2 wird CO 2 (g) und H 2 O(l) erhalten, und es wird eine Wärmemenge von 41,84 kj freigesetzt. Formulieren Sie die thermochemische Gleichung für die Verbrennung von einem Mol C 6 H 6 (l)..13 Welche Wärmemenge wird freigesetzt, wenn 1,000 g Hydrazin, N 2 H 4 (l), verbrennt? N 2 H 4 (l) O 2 (g) N 2 (g) 2 H 2 O(l) ΔH = 622,4 kj/mol.14 Die alkoholische Gärung von Glucose (C 6 H 12 O 6 ) verläuft gemäß: C 6 H 12 O 6 (s) 2H C 2 OH(l) 2CO 2 (g) ΔH = 67,0 kj/mol Welche Wärmemenge wird umgesetzt, wenn ein Liter Wein entsteht, der 9,0 g Alkohol (H C 2 OH) enthält? Ist die Reaktion exo- oder endotherm?.1 Die Zersetzung von Natriumazid verläuft nach 2 NaN 3 (s) 2 Na(s) 3 N 2 (g) ΔH = 42,7 kj/mol. Welcher ist der ΔH-Wert, um 1,0 kg N 2 (g) zu erhalten? Muss Wärme zugeführt werden oder wird sie frei? Hess-Satz.16 Berechnen Sie ΔH für die Reaktion CS 2 (l) 2H 2 O(l) CO 2 (g) 2 H 2 S(g) mit Hilfe der Gleichungen H 2 S(g) 3 2 O 2 (g) H 2 O(l) SO 2 (g) ΔH = 62,6 kj/mol CS 2 (l) 3O 2 (g) CO 2 (g) 2 SO 2 (g) ΔH = 107,2 kj/mol.17 Berechnen Sie ΔH für die Reaktion 2NF 3 (g) Cu(s) N 2 F 4 (g) CuF 2 (s) mit Hilfe von: 2NF 3 (g) 2 NO(g) N 2 F 4 (g) 2 ONF(g) ΔH = 82,9 kj/mol NO(g) 1 2 F 2 (g) ONF(g) ΔH = 16,9 kj/mol Cu(s) F 2 (g) CuF 2 (s) ΔH = 31,0 kj/mol Thermochemische Gleichungen.10 Bei der Reaktion NH 4 NO 3 (s) N 2 O(g) 2 H 2 O(l) ΔU = 127, kj/mol wird bei einem Druck p = 9,00 kpa 1 mol Lachgas (N 2 O) mit einem Volumen von 26,09 L gebildet. Wie groß ist die Reaktionsenthalpie?.18 Berechnen Sie ΔH für die Reaktion B 2 H 6 (g) 6 Cl 2 (g) 2BCl 3 (g) 6 HCl(g) mit Hilfe von: BCl 3 (g) 3 H 2 O(l) H 3 BO 3 (s) 3 HCl(g) ΔH = 112, kj/mol B 2 H 6 (g) 6 H 2 O(l) 2H 3 BO 3 (s) 6 H 2 (g) ΔH = 493,4 kj/mol 1 2 H 2 (g) 1 2 Cl 2 (g) HCl(g) ΔH = 92,3 kj/mol 70

14 Übungsaufgaben.19 Berechnen Sie ΔH für die Reaktion 2 P(s) 2 SO 2 (g) Cl 2 (g) 2 SOCl 2 (l) 2 POCl 3 (l) mit Hilfe von: SOCl 2 (l) H 2 O(l) SO 2 (g) 2 HCl(g) ΔH = 10,3 kj/mol PCl 3 (l) 1 2 O 2 (g) POCl 3 (l) ΔH = 32,1 kj/mol P(s) 3 2 Cl 2 (g) PCl 3 (l) ΔH = 306,7 kj/mol 4HCl(g) O 2 (g) 2Cl 2 (g) 2 H 2 O(l) ΔH = 202,6 kj/mol Bildungsenthalpien.20 Formulieren Sie die thermochemischen Gleichungen, die zu folgenden Standard-Bildungsenthalpien gehören: a. AgCl(s) 127 kj/mol b. NO 2 (g) 33,8 kj/mol c. CaCO 3 (s) 1206,9 kj/mol d. CS 2 (l) 87,9 kj/mol.21 Verwenden Sie Standard-Bildungsenthalpien (Tab..1, S. 66), um ΔH 0 für folgende Reaktionen zu berechnen: a. 2 H 2 S(g) 3 O 2 (g) 2H 2 O(l) 2SO 2 (g) b. Fe 2 O 3 (s) 3 H 2 (g) 2 Fe(s) 3 H 2 O(g) c. 2 NH 3 (g) 2 CH 4 (g) 3 O 2 (g) 2 HCN(g) 6 H 2 O(l) d. Verbrennung von Methanol, H 3 COH(l), in O 2 (g) unter Bildung von CO 2 (g) und H 2 O(l). Bindungsenergien.24 Berechnen Sie die Bildungsenthalpie für Fluorwasserstoff, HF(g), mit Hilfe der mittleren Bindungsenergien (Tab..2, S. 69). Vergleichen Sie das Ergebnis mit dem Wert aus Tab..1 S Berechnen Sie die mittlere Bindungsenergie der Xe F- Bindung in XeF 2 (g) mit Hilfe der mittleren Bindungsenergien (Tab..2) und der Gleichung XeF 2 (g) H 2 (g) 2 HF(g) Xe(g) ΔH = 430 kj/mol.26 Verwenden Sie mittlere Bindungsenergien (Tab..2), um ΔH für folgende Reaktionen zu berechnen: a. b. c..22 Berechnen Sie mit Hilfe der Werte aus Tab..1 (S. 66) und der Reaktionsgleichung aus Aufgabe.13 die Standard- Bildungsenthalpie für Hydrazin (N 2 H 4 )..27 Berechnen Sie ΔH 0 für die in Aufgabe.26 c genannte Reaktion mit Hilfe der Standard-Bildungsenthalpien (Tab..1, S. 66). Vergleichen Sie die Ergebnisse..23 Berechnen Sie die Standard-Bildungsenthalpie für Calciumcyanamid, CaCN 2 (s), mit Hilfe der Werte aus Tab..1 und der Gleichung CaCO 3 (s) 2 NH 3 (g) CaCN 2 (s) 3 H 2 O(l) ΔH 0 = 90,1 kj/mol 71