3 Fragen zu Reaktionsenthalpie

Eine negative Reaktionsenthalpie bedeutet, dass bei einer chemischen Reaktion Energie in Form von Wärme an die Umgebung abgegeben wird. Solche Reaktionen werden als exotherm bezeichnet. Ein Beispiel für eine exotherme Reaktion ist die Verbrennung von Methan: \[ \text{CH}_4 + 2\text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + 2\text{H}_2\text{O} + \text{Wme} \] In diesem Fall ist die Reaktionsenthalpie negativ, weil die Produkte weniger Energie enthalten als die Ausgangsstoffe, und die Differenz wird als Wärme freigesetzt.

Die Mesomeriestabilisierung der Phosphorsäureanhydridbindung spielt eine entscheidende Rolle für die Stabilität und die energetischen Eigenschaften dieser Verbindung. Bei der Bildung von Phosphorsäureanhydriden, wie z.B. Diphosphorsäureanhydrid, können Resonanzstrukturen entstehen, die die Elektronendichte über die Bindungen verteilen. Diese delokalisierten Elektronen führen zu einer Stabilisierung der Molekülstruktur. Ein hoher negativer Wert der freien Reaktionsenthalpie (ΔG) deutet darauf hin, dass die Reaktion energetisch begünstigt ist und die Produkte stabiler sind als die Edukte. Die Mesomeriestabilisierung trägt dazu bei, dass die Produkte (z.B. die Anhydride) energetisch günstiger sind, da die Resonanzstrukturen die Energie der Moleküle senken. Zusammengefasst: Die Mesomeriestabilisierung der Phosphorsäureanhydridbindung führt zu einer energetischen Stabilität, die sich in einem hohen negativen Wert der freien Reaktionsenthalpie niederschlägt, was die Reaktion thermodynamisch begünstigt.

Die mittlere Reaktionsenthalpie ⟨Δ??⟩ kann als der Durchschnitt der Enthalpien bei den beiden gegebenen Temperaturen berechnet werden. Dazu addierst du die beiden Enthalpien und teilst das Ergebnis durch zwei: \[ \langle \Delta_R H \rangle = \frac{\Delta_R H_{100°C} + \Delta_R H_{250°C}}{2} \] Setze die gegebenen Werte ein: \[ \langle \Delta_R H \rangle = \frac{15 \, \text{kJ/mol} + 20 \, \text{kJ/mol}}{2} \] \[ \langle \Delta_R H \rangle = \frac{35 \, \text{kJ/mol}}{2} \] \[ \langle \Delta_R H \rangle = 17,5 \, \text{kJ/mol} \] Die mittlere Reaktionsenthalpie beträgt also 17,5 kJ/mol.