Daraus sollen wir die molare Bildungsenthalpie von Benzoy-Säure ermitteln und außerdem die spezifische Verbrennungsenthalpie berechnen.

Verbrennungsreaktionen laufen sehr gut ab, laufen auch spontan und vollständig ab und lassen sich sehr gut experimentell verfolgen. Insofern sind sie prädestiniert für kalorimetrische Messer. Was hingegen nicht gut abläuft, sehr häufig sind die Bildungsreaktionen von Stoffen,

gerade von organischen Stoffen, sehr häufig laufen diese Reaktionen überhaupt nicht ab. Wir wollen zunächst einmal die gegebenen und gesuchten Größen in einem Enthalpidiagramm skizzieren.

Das sind die Redukte Benzoy-Säure und Sauerstoff liegen wahrscheinlich irgendwo im Negativen eines Enthalpidiagramms. Das sind die Produkte Kohlen-Dioxid und Wasser und irgendwo haben wir das Nullniveau, nämlich die Elemente bei Standardbedingungen.

Gegeben und auch gut messbar ist dieser grüne Pfeil, das ist die Reaktionsenthalpie Delta RH, die Standardreaktionsenthalpie für die Verbrennung von Benzoy-Säure. Hier haben wir die Elemente, 7x Kohlenstoff und 2x Grafit, 8,5x Sauerstoff und 3x Wasserstoff und 2x atomiges Gas.

Nicht zu verwechseln sind die Elemente mit den Atomen, die Atome haben eine sehr sehr große Enthalpie und werden also ganz oben im Diagramm einzuzeichnen.

Der hier gelbe Pfeil ist die gefragte Größe, das ist nämlich die Bildungsenthalpie von den Edukten und weil wir nur ein Edukt haben, was eine Verbindung ist, ist es die Bildungsenthalpie von der Benzoy-Säure. Dieser Pfeil ist nicht direkt messbar, denn wir können Kohlenstoff und Sauerstoff nicht zusammen mischen und hoffen, dass Benzoy-Säure entsteht.

Dieser rote Pfeil, das repräsentiert die Bildungsenthalpie der Produkte, die Wärme, die Freiheit, wenn die Produkte aus den Elementen entstehen.

Dieser Pfeil ist zum einen sehr schön messbar, aus Kohlenstoff können wir Kohlen-Dioxid machen, aus Wasserstoff können wir Wasser machen und außerdem sind diese Daten sehr gut tabelliert. Einmal mehr nutzen wir den Satz von Hess, wir suchen den gelben Pfeil, wir haben

den grünen Pfeil gemessen, den roten Pfeil nehmen wir aus Tabellenwerken und addieren dann alles vektoriell. Der hier zusätzlich geteiligte Pfeil, das ist die Atomisierungsenergie der Elemente, der wird hier also nicht verwendet.

Wir wollen die Enthalpie der Edukte haben, müssen den roten Pfeil nehmen und den grünen Pfeil davon vektoriell abziehen.

Der grüne Pfeil, das ist die Verbrennungsenthalpie, die mulare Standardverbrennungsenthalpie von Benzoy-Säure, die gegeben ist. Der rote Pfeil, das ist die Bildungsenthalpie der Produkte, siebenmal Kohlen-Dioxid, dreimal Wasser können wir aus Tabellenwerken entnehmen.

Die Reaktionsenthalpie, die Verbrennungsenthalpie, die Reaktionsenthalpie, die Bildungsenthalpie

der Produkte, siebenmal 393, dreimal 285, alles negative. Der Pfeil kommt zu einem Wert von minus 3613, das ist die Länge des roten Pfeils. Negativ heißt der Pfeil geht nach unten und vektorieller Addition ergibt eine Standardbildungsenthalpie für die Benzoy-Säure von minus 390.

Benzoy-Säure bildet sich nicht freiwillig aus den Elementen, aber wenn sie es täte, dann würden 390 Kilohmol frei werden. Als kleine Zusatzaufgabe sollen wir noch die spezifische Verbrennungsenthalpie ermitteln, den sogenannten Heizwert.

Wir haben die Molareverbrennungsenthalpie, wir brauchen die Mollmasse von Benzoy-Säure 122. Wir dividieren die entsprechenden Größen und erhalten eine spezifische Verbrennungsenthalpie von 26400 Kilojoule pro Kilogramm.

Oder in der alten Einheit Kilokalorie ausgedrückt 6310 Kilokalorie pro Kilogramm. Das ist der obere Heizwert von Benzoy-Säure, der Wert der Wärme die frei wird, wenn wir bei konstantem Druck zu flüssigem Wasser verbrennen.

Wir können diesen Wert vergleichen mit den Heizwerten von anderen Energieträgern. Zum Beispiel biologische Energieträger wie Saharose oder technische Energieträger wie Octan.