Zur Reaktionsenthalpie bei Gleichgewichtsreaktionen. Beispiel Esterreaktionen

Oft stellt sich die Frage, ob eine Reaktion exotherm oder endotherm verläuft. Das kann man mit Hilfe der Standardbildungsenthalpien D f H 0 berechnen.

Wie ist das aber bei Gleichgewichtsreaktionen? Nehmen wir als Beispiel die Reaktionen der Ester.

Bei angenommenem 100%igen Umsatz zum Ester ist die Bildungsreaktion tatsächlich (schwach) exotherm.

(Quelle: D. R. Lide: Handbook of Chemistry and Physics. 89th Eddition; CRC-Press 2008)

Für die Berechnung der Standardreaktionsenthalpie gilt die allgemeine Beziehung

Wir setzen die Werte aus der obigen Tabelle ein.

Die gleiche Energie (mit allerdings positivem Vorzeichen) ist aufzubringen, um Essigester zu 100 % zu spalten.

Die Reaktionsenergie ist also denkbar klein, was am geringen Unterschied der Enthalpien auf der Edukt- sowie Produktseite liegt. Das ist auch der Grund dafür, dass die Esterreaktionen leicht reversibel sind und die Gleichgewichtskonstante in der Größenordnung von 1 liegt.

Dazu kommt aber auch die Gleichgewichtslage, die man in der Konzentrationsabhängigkeit des Energieaustauschs bei der gesamten Esterreaktion berücksichtigen muss. Insgesamt ist zur Berechnung der Reaktionsenthalpien ein beträchtlicher Rechenaufwand erforderlich.

Last but not least ist die Entropieänderung als nicht zu unterschätzender Faktor einzubeziehen. Der steuernde Faktor von Gleichgewichtsreaktionen der Ester ist somit nicht DH, sondern DG.

Damit versteht man auch die leichte Spaltbarkeit der Esterbindungen (und der analogen Säureamidbindungen) durch Enzyme. Dies spielt eine wichtige Rolle bei der Verdauung von Nahrungsmitteln sowie beim exothermen (besser: exergonen) Abbau von Biomasse durch Destruenten - Stichwort Verwesung. Auf diese Weise kann sich frisch geschnittenes Gras selbstentzünden.


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Letzte Überarbeitung: 15. Dezember 2011, Dagmar Wiechoczek