Die Thermochemie ist die Lehre von der Wärmeenergie, die von chemischen Reaktionen aufgenommen oder freigesetzt wird. Eine chemische Reaktion führt zu einem Energieaustausch zwischen System und Umgebung. Entsprechend ist der Wärmeeffekt der Reaktion kalorimetrisch zugänglich, q wird als Änderung der Inneren Energie (wenn die Reaktion bei konstantem Volumen verläuft) oder Enthalpie (bei Reaktionen unter konstantem Druck) interpretiert. Wenn wir umgekehrt ΔU beziehungsweise ΔH einer Reaktion kennen, können wir die produzierte oder verbrauchte Wärmemenge voraussagen.
Wir bezeichnen einen Prozeß, der unter Wärmefreisetzung verläuft, als exotherm, und einen Prozeß, dem Wärme zugeführt werden muss, als endotherm. Da eine Wärmefreisetzung eine Abnahme der Enthalpie des Systems (bei konstantem Druck) zur Folge hat, kann man schließen: Für exotherme Prozesse gilt ΔH < 0. Umgekehrt steigt die Enthalpie durch die Aufnahme von Wärmeenergie an, für endotherme Prozese gilt ΔH > 0.
Tabellenwerte von Enthalpieänderungen werden meist auf einen Satz von Standardbedingungen bezogen. Wir werden daher stets die Änderung der Standardenthalpie ΔH° angeben; dies ist die Änderung der Enthalpie eines Prozesses, dessen Ausgangsstoffe und Endprodukte sich jeweils im Standardzustand befinden:
Als Standardzustand bezeichnet man die reine Form einer Substanz bei der jeweiligen Temperatur und einem Druck von 105 Pa (1 bar).
Die Änderung der Standardenthalpie während einer chemischen Reaktion oder eines physikalischen Prozesses ergibt sich aus der Differenz der Enthalpie der Produkte und der Ausgangsstoffe jeweils im Standardzustand und bei derselben festgelegten Temperatur. Die Temperatur [K] schreibt man gelegentlich in Klammern hinter die Enthalpie, z.B. ΔH°(298).
Die Tabelle faßt die verschiedenen Arten von Enthalpien zusammen,
mit denen man in der Thermodynamik arbeitet. Beispiele und Berechnungen
werden in den nachfolgenden Kapiteln behandelt.
| Übergangsenthalpien | ||
| Übergang | ablaufender Prozeß | Symbol |
| Phasenübergang | Phase α → Phase β | ΔTransH |
| Schmelzen | s→ l | ΔSmH |
| Verdampfung | l → g | ΔVH |
| Sublimation | s→ g | ΔSubH |
| Mischung von Fluiden | reiner Stoff → Mischung | ΔMH |
| Lösung | zu lösender Stoff → Lösung | ΔLH |
| Solvation
in Wasser |
X± →
X (solv)
X± → X (aq) |
ΔSolvH
ΔHydH |
| Dissoziation | RX → R + X | ΔDH |
| Atomisierung | Spezies (s,l,g) → Atome (g) | ΔAH |
| Ionisierung | X (g) → X+ (g) + e− (g) | ΔIH |
| Elektronenanlagerung | X (g) + e− (g) → X− (g) | ΔEaH |
| Reaktion | Ausgangsstoff → Produkte | ΔRH |
| Verbrennung | Verbindung(s,l,g) + O2(g) →
CO2(g), H2O(l,g)
|
ΔCH |
| Bildung | Elemente → Verbindung | ΔBH |
| Aktivierung | Reaktanten → aktivierter Komplex | Δ‡H |
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