Hess’scher Wärmesatz

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Der Hess'sche Wärmesatz (auch Satz von Hess) dient der Berechnung von Enthalpieänderungen bei chemischen Reaktionen. Er wurde 1840 von Germain Henri Hess aufgestellt.

In vielen Fällen können Produkte einer chemischen Reaktion auf verschiedenen Wegen entstehen. Der Reaktionsweg hat dabei nach dem Energieerhaltungssatz keinen Einfluss auf die Energie, die bei einer Reaktion aufgenommen oder abgegeben wird. Nach dem Hess'schen Wärmesatz gilt dasselbe für die Enthalpie einer chemischen Reaktion.

Aussage[Bearbeiten]

Die Enthalpieänderung \Delta H eines Gesamtprozesses ist die Summe der Enthalpieänderungen der einzelnen Prozessschritte.

Daraus folgt, dass die Reaktionsenthalpie nicht vom Reaktionsweg, sondern nur vom Anfangs- und vom Endzustand des Systems abhängt.

Beispiel[Bearbeiten]

Illustration des Satzes von Hess anhand der Verbrennung von Kohlenstoff: Die Reaktionsenthalpie ist unabhängig vom Reaktionsweg und ist nur vom Ausgangs und Endzustand des Systems abhängig. Das bedeutet, dass man die Reaktionsenthalpie von Kohlenstoffmonooxid direkt aus den Bildungsenthalpien bestimmen kann.

Graphit kann direkt zu Kohlenstoffdioxid verbrannt werden (1) oder indirekt über die Zwischenstufe Kohlenstoffmonoxid (2), (3):


\begin{matrix}
(1) \; & \mathrm{C(Graphit)} & + & \mathrm{O_2(g)} & \rightarrow & \mathrm{CO_2(g)} & \; \; \Delta_R H_1 = -393\,\mathrm{kJ \cdot mol^{-1}}\;\; \\
\\
(2) \; & \mathrm{C(Graphit)} & + & \frac{1}{2} \mathrm{O_2(g)} & \rightarrow & \mathrm{CO(g)} & \; \; \Delta_R H_2 = -111\,\mathrm{kJ \cdot mol^{-1}} \\
\\
(3)
& \mathrm{CO(g)} & + & \frac{1}{2} \mathrm{O_2(g)} & \rightarrow & \mathrm{CO_2(g)} & \; \; \Delta_R H_3 = -282\,\mathrm{kJ \cdot mol^{-1}}
\end{matrix}

Die Gesamtreaktionsenthalpie \Delta_R H ist in beiden Fällen gleich:

\begin{align}
\Delta_R H_1 & = \Delta_R H_{2} + \Delta_R H_{3}\\
             & = -111\,\mathrm{kJ\cdot mol^{-1}} + (-282\,\mathrm{kJ\cdot mol^{-1}}) = -393\,\mathrm{kJ\cdot mol^{-1}}
\end{align}

Literatur[Bearbeiten]

  • Chemie heute Sekundarbereich II, Schroedel Verlag, 1998, ISBN 3-507-10630-2
  • Silberberg, Chemistry, The Molecular Nature of Matter and Change, Fourth Edition, Mc Graw Hill, 2006, ISBN 0-07-111658-3

Weblinks[Bearbeiten]

 Commons: Hess cycles – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien