Chemie & Biologie

Reaktionsenthalpie aus Bildungsenthalpien berechnen

Tragen Sie für bis zu drei Edukte und drei Produkte den Koeffizienten und die Standardbildungsenthalpie ein. Der Rechner bildet die Reaktionsenthalpie nach dem Satz von Hess.

Edukte und Produkte
Beispiel Methan CH4 (g). Tabellenwert bitte mit Ihrem Unterrichtsmaterial abgleichen.
Sauerstoff O2 als Element: 0.
0 = nicht beteiligt.
Kohlenstoffdioxid CO2 (g).
Wasser H2O flüssig; gasförmig −241,8.
Wie oft die Reaktion abläuft, in mol, für die umgesetzte Wärme.
Ergebnis

Stand: Gesetzeslage 2026. Gesetzliche Werte ändern sich. Prüfen Sie im Zweifel die aktuellen Angaben der zuständigen Stelle.

Wie der Satz von Hess funktioniert

Die Reaktionsenthalpie gibt an, wie viel Wärme eine Reaktion bei konstantem Druck abgibt oder aufnimmt. Germain Henri Hess fand 1840 heraus, dass diese Wärme nur vom Anfangs- und Endzustand abhängt, nicht vom Weg dazwischen. Daraus folgt eine bequeme Rechenregel: Man denkt sich alle Edukte in ihre Elemente zerlegt und aus den Elementen die Produkte aufgebaut.

Für diesen Umweg braucht man die Standardbildungsenthalpien ΔfH°. Sie geben an, wie viel Wärme bei der Bildung von einem Mol eines Stoffs aus den Elementen im Standardzustand frei wird oder aufgewendet werden muss. Die Werte stehen in Tabellen im Anhang von Chemiebüchern und in Datensammlungen wie dem CRC Handbook of Chemistry and Physics oder der NIST-Datenbank. Elemente in ihrer stabilsten Form haben per Definition den Wert null.

Die Reaktionsenthalpie ist dann die Summe der Bildungsenthalpien der Produkte minus die Summe der Bildungsenthalpien der Edukte, jeweils mit den stöchiometrischen Koeffizienten multipliziert. Ist das Ergebnis negativ, gibt die Reaktion Wärme ab und heißt exotherm. Ist es positiv, nimmt sie Wärme auf und heißt endotherm.

Δ rH∘=∑ ν⋅Δ fH∘ (Produkte)−∑ ν⋅Δ fH∘ (Edukte)\Delta\,\text{rH}^\circ = \sum\,ν \cdot \Delta\,\text{fH}^\circ\,\left(\text{Produkte}\right) - \sum\,ν \cdot \Delta\,\text{fH}^\circ\,\left(\text{Edukte}\right)

Beispiel: Verbrennung von Methan: CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O (flüssig). Produkte: −393,5 + 2 × (−285,8) = −965,1 kJ. Edukte: −74,6 + 2 × 0 = −74,6 kJ. ΔrH° = −965,1 − (−74,6) = −890,5 kJ/mol, die Reaktion ist exotherm.

Tabellenwerte richtig auswählen

Achten Sie auf den Aggregatzustand. Wasser hat flüssig eine Bildungsenthalpie von −285,8 kJ/mol, als Dampf nur −241,8 kJ/mol. Der Unterschied ist die Verdampfungswärme. Mit flüssigem Wasser erhalten Sie den Brennwert, mit Wasserdampf den Heizwert. Bei Methan liegt der Unterschied bei rund 88 kJ je Mol, was die Brennwerttechnik von Heizkesseln ausnutzt.

Die Tabellenwerte verschiedener Quellen unterscheiden sich oft in der ersten Nachkommastelle, weil sie aus unterschiedlichen Messungen oder Ausgleichsrechnungen stammen. Für Methan finden sich etwa −74,6, −74,8 oder −74,9 kJ/mol. Verwenden Sie für Aufgaben die Werte aus Ihrem Schulbuch, damit das Ergebnis mit der Lösung übereinstimmt. Die Vorgaben im Rechner sind Beispielwerte zum Prüfen.

Die Einheit kJ/mol bezieht sich auf einen Formelumsatz, also darauf, dass die Reaktion so oft abläuft, wie die Gleichung mit ihren Koeffizienten angibt, und zwar ein Mol mal. Verbrennen 2 mol Methan, wird doppelt so viel Wärme frei. Dafür gibt es das Feld für die Formelumsätze. Halbe Koeffizienten, etwa ½ O2, sind erlaubt und ändern die Bezugsmenge entsprechend.

Ob eine Reaktion freiwillig abläuft, sagt die Enthalpie allein nicht. Dafür ist die freie Enthalpie nach Gibbs und Helmholtz maßgeblich, die zusätzlich die Entropie berücksichtigt. Auch endotherme Vorgänge wie das Lösen von Ammoniumnitrat in Wasser laufen von selbst ab. Für diese Betrachtung nutzen Sie den Rechner zur Gibbs-Energie.

Tipps und typische Fehler

Energie bilanzieren.

  • Zustand: Gas oder flüssig.
  • Elemente: Null setzen.
  • Koeffizienten: Mitnehmen.
  • Vorzeichen: Negativ ist exotherm.

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Häufige Fragen

Was bedeutet ein negatives ΔH?

Die Reaktion gibt Wärme an die Umgebung ab, sie ist exotherm.

Warum haben Elemente die Bildungsenthalpie null?

Weil sie per Definition der Bezugspunkt sind, aus dem alle Verbindungen gebildet werden.

Welchen Wert nehme ich für Wasser?

Flüssig −285,8 kJ/mol, gasförmig −241,8 kJ/mol, je nach Aufgabe.

Was ist der Unterschied zwischen Brennwert und Heizwert?

Beim Brennwert entsteht flüssiges Wasser, beim Heizwert Wasserdampf. Der Brennwert ist um die Verdampfungswärme größer.

Wo finde ich Bildungsenthalpien?

Im Anhang von Chemiebüchern oder in Datensammlungen wie der NIST-Datenbank.

Auch gesucht als:
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