Haben Sie sich schon mal gefragt, weshalb zum Beispiel Eisenteile rosten? Rosten ist eine chemische Reaktion, eine Oxidation von Eisen mit dem Luftsauerstoff, die zwar langsam, aber dennoch spontan erfolgt. Die Ursache für das Rosten liegt in der freien Enthalpie dieser Reaktion. Lesen Sie hier eine einfache Erklärung des Begriffs "freie Enthalpie" ohne Formelgleichungen.

Hintergrundinformationen zum besseren Verständnis der freien Enthalpie

Man unterscheidet grundsätzlich drei Arten chemischer Reaktionen: die Synthese (A + B --> C), die Analyse (C --> A + B) und die Umsetzung (A + B --> C + D). Dabei findet nicht nur eine Stoffumsetzung statt (das heißt, es entstehen neue Stoffe), sondern auch eine Energieumsetzung.
(Chemische) Stoffe enthalten Energie in Form von Bindungsenergie. Die Ausgangsstoffe (= Edukte) und Produkte einer chemischen Reaktion unterscheiden sich in ihrem Energiegehalt.
Wenn die Produkte mehr Energie enthalten als die Edukte, muss man Aktivierungsenergie zuführen, zum Beispiel durch Erhitzen, damit die Reaktion ablaufen kann. Diese Reaktionen nennt man "endotherm".
Sind die Produkte energieärmer als die Edukte, wird Energie bei dieser Reaktion frei; die Reaktion läuft freiwillig ab. Diese Reaktionen bezeichnet man als "exotherm".
Die Energieumsetzung bei einer chemischen Reaktion (exotherm oder endotherm) wird als Enthalpie bezeichnet.
Eine weitere wichtige Größe für den Ablauf chemischer Reaktionen ist die Entropie, das heißt, die Unordnung des Systems. Wenn bei einer chemischen Reaktion zwei Moleküle miteinander reagieren und dabei drei Moleküle entstehen, nimmt die Entropie bei dieser Reaktion zu.
Chemische Systeme streben nach einer möglichst hohen Entropie, das heißt, Reaktionen, bei denen die Entropie zunimmt, laufen freiwillig ab.

Definition der freien Enthalpie

Die freie Enthalpie gibt an, ob eine chemische Reaktion bei einer bestimmten Temperatur freiwillig abläuft oder nicht.
Man bezeichnet die freie Enthalpie auch als Gibbs-Energie.
Die Formelgleichung für die freie Enthalpie setzt die Enthalpie, die Entropie und die Temperatur in Beziehung. Bei der Berechnung der freien Enthalpie entsteht ein positiver oder negativer Wert (oder Null).
Ist die freie Enthalpie negativ (= exergonisch), so läuft diese Reaktion freiwillig ab, ist sie dagegen positiv (= endergonisch), so läuft die Reaktion nicht freiwillig ab.


Gruß raffisworld