Hesssches Gesetz — Chemie, 14–17
Berechne eine Enthalpieänderung indirekt, indem du Reaktionen mit bekannten Werten kombinierst.
Die gesamte Energieänderung
Das Hesssche Gesetz sagt: Die Enthalpieänderung hängt nur von den Ausgangs- und Endstoffen ab. Es spielt keine Rolle, ob die Reaktion in einem Schritt oder über mehrere gedachte Schritte abläuft. Deshalb kannst du Gleichungen addieren, umkehren oder vervielfachen.
Warum ein indirekter Weg?
Manche Reaktionen sind zu langsam, gefährlich oder unvollständig, um sie sauber im Kalorimeter zu messen. Methan kann man verbrennen, aber seine Bildung aus den Elementen ist viel schwerer zu messen. Das Hesssche Gesetz nutzt deshalb gemessene Reaktionen als Energiebausteine.
Die Bildungsenthalpie von Methan
Verwende: C + O₂ → CO₂, −393,5 kJ mol⁻¹; H₂ + ½O₂ → H₂O(l), −285,8; und CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O, −890,3. Für die letzte Gleichung gilt −890,3 = (−393,5 − 571,6) − ΔHf(CH₄). Umgestellt ergibt sich ΔHf(CH₄) = −74,8 kJ mol⁻¹.
Vorzeichen ändern sich mit Gleichungen
Ein häufiger Fehler ist, eine Gleichung umzukehren, aber das Vorzeichen der Enthalpie zu behalten. Das wirkt verständlich, weil dieselben Stoffe vorkommen, doch der umgekehrte Vorgang kehrt auch den Energietransfer um. Multiplizierst du eine Gleichung mit zwei, musst du auch ihre Enthalpie verdoppeln.
Wo es verwendet wird
Chemiker nutzen das Hesssche Gesetz, um Energieänderungen bei Brennstoffen, Mineralien und industriellen Reaktionen abzuschätzen, die schwer direkt zu prüfen sind. Es hilft auch beim Vergleich von Brennstoffen: Eine stärker negative Verbrennungsenthalpie bedeutet mehr Wärme pro Mol, doch Masse und Sicherheit zählen ebenfalls.
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