Quelltext der Seite Hessscher Wärmesatz

[[Datei:Hess Waermesatz 30 01 2015.svg|mini|hochkant=2|[[Born-Haber-Kreisprozess]] für Kohlenstoffdioxid.]]

Der '''Hess’sche Wärmesatz''' (auch ''Satz von Hess'') dient der Berechnung von [[Enthalpie]]&shy;änderungen bei [[Chemische Reaktion|chemischen Reaktionen]]. Er wurde 1840 von [[Germain Henri Hess]] aufgestellt.

In vielen Fällen können [[Produkt (Chemie)|Produkte]] einer chemischen Reaktion auf verschiedenen Wegen entstehen. Der Reaktionsweg hat dabei nach dem [[Energieerhaltungssatz]] keinen Einfluss auf die [[Energie]], die bei einer Reaktion aufgenommen oder abgegeben wird. Nach dem Hess’schen Wärmesatz gilt dasselbe für die Enthalpie einer chemischen Reaktion.

== Aussage ==
Die Enthalpieänderung <math>\Delta H</math> eines Gesamtprozesses ist die [[Summe]] der Enthalpieänderungen der einzelnen Prozessschritte.

:<math>\Delta_r H = \underbrace{\sum \Delta_f H}_\text{Produkte} - \underbrace{\sum \Delta_f H}_\text{Edukte (Reaktanten)}</math>

Daraus folgt, dass die [[Reaktionsenthalpie]] nicht vom Reaktionsweg, sondern nur vom Anfangs- und vom Endzustand des Systems abhängt. Die Reaktionsenthalpie ist die Differenz aus der Bildungsenthalpie der Produkte minus der Bildungsenthalpie der Edukte. Meist wird der Satz unter der Annahme von [[Standardbedingungen]] ausgedrückt, gekennzeichnet durch eine hochgestellte Null (<math>\Delta_r H^0 </math>).

== Erweiterungen ==

Man kann den Hess’schen Satz auf die [[Gibbs-Energie]] erweitern:

:<math>\Delta_r G^0 = \underbrace{\sum \Delta_f G^0}_\text{Produkte} - \underbrace{\sum \Delta_f G^0}_\text{Edukte (Reaktanten)}</math>

Des Weiteren ist auch die [[Entropie]]<nowiki />änderung mit dem Hess’schen Satz berechenbar. Man beachte, dass Entropie die Einheit Joule pro Kelvin besitzt und eine absolute Größe ist (kein Delta in der Summe!):

:<math>\Delta_r S^0 = \underbrace{\sum S_r^0}_\text{Produkte} -\underbrace{\sum S_r^0}_\text{Edukte (Reaktanten)}</math>

== Beispiel ==

[[Graphit]] kann direkt zu [[Kohlenstoffdioxid]] verbrannt werden (1) oder indirekt über die Zwischenstufe [[Kohlenstoffmonoxid]] (2), (3):

<math>
\begin{matrix}
(1) \; & \mathrm{C(Graphit)} & + & \mathrm{O_2(g)} & \rightarrow & \mathrm{CO_2(g)} & \; \; \Delta_r H_1 = -393\,\mathrm{kJ \cdot mol^{-1}}\;\; \\
\\
(2) \; & \mathrm{C(Graphit)} & + & \frac{1}{2} \mathrm{O_2(g)} & \rightarrow & \mathrm{CO(g)} & \; \; \Delta_r H_2 = -111\,\mathrm{kJ \cdot mol^{-1}} \\
\\
(3)
& \mathrm{CO(g)} & + & \frac{1}{2} \mathrm{O_2(g)} & \rightarrow & \mathrm{CO_2(g)} & \; \; \Delta_r H_3 = -282\,\mathrm{kJ \cdot mol^{-1}}
\end{matrix}
</math>

Die Gesamtreaktionsenthalpie <math>\Delta_r H</math> ist in beiden Fällen gleich:

:<math>\begin{align}
\Delta_r H_1 & = \Delta_r H_{2} + \Delta_r H_{3}\\
             & = -111\,\mathrm{kJ\cdot mol^{-1}} + (-282\,\mathrm{kJ\cdot mol^{-1}}) = -393\,\mathrm{kJ\cdot mol^{-1}}
\end{align}</math>

== Literatur ==
* ''Chemie heute'' Sekundarbereich II, Schroedel Verlag, 1998, ISBN 3-507-10630-2.
* Silberberg: ''Chemistry, The Molecular Nature of Matter and Change.'' Fourth Edition. Mc Graw Hill, 2006, ISBN 0-07-111658-3.
* ''Fokus Chemie,'' Sekundarstufe II. Cornelsen Verlag, 2018, ISBN 978-3-06-015656-6.

== Weblinks ==
{{commonscat|Hess cycles}}
{{TIBAV |15661 |Linktext=Satz von HESS und Thermochemie – Wie viel Wärme wird bei chemischen Reaktionen frei? |Herausgeber=Lauth |Jahr=2013 |DOI=10.5446/15661}}

{{SORTIERUNG:Hessscher Warmesatz}}
[[Kategorie:Thermodynamik]]