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Standardbildungsenthalpie Diamant, elementarer Stoff
Die Standardbildungsenthalpie (\(\Delta H_f^\circ\)) ist definiert als die Enthalpieänderung, die auftritt, wenn ein Mol einer Verbindung aus ihren Elementen in ihrem stabilsten Zustand bei 1 atm Druck und einer spezifischen Temperatur (üblicherweise 298,15 K) gebildet wird. Für elementare Stoffe in ihrer stabilsten Form bei diesen Bedingungen wird die Standardbildungsenthalpie als 0 kJ/mol definiert.
Kohlenstoff kommt in der Natur in zwei allomorphen Formen (oder Phasen) vor: Diamant und Graphit. Graphit ist die stabilere und damit die thermodynamisch bevorzugte Form von Kohlenstoff unter Normalbedingungen. Daher wird für Graphit die Standardbildungsenthalpie als 0 kJ/mol gesetzt, da es die Referenzform von elementarem Kohlenstoff ist.
Die Tatsache, dass die molare Standardbildungsenthalpie von Diamant mit 2 kJ/mol angegeben wird, obwohl Diamant auch eine Form von elementarem Kohlenstoff ist, spiegelt den Energieunterschied zwischen Diamant und Graphit wider. Diese Energie (2 kJ/mol) repräsentiert die Enthalpieänderung, die benötigt wird, um Kohlenstoff von seiner stabilsten Form (Graphit) in die weniger stabile Form (Diamant) umzuwandeln. Dies ist nicht die Bildungsenthalpie von Diamant aus reinen Elementen (da Diamant bereits ein reines Element ist), sondern vielmehr die Enthalpieänderung aufgrund der Umwandlung von einer Allotropie in eine andere.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die molare Standardbildungsenthalpie von Diamant positiv ist, weil sie den Energieaufwand darstellt, der für die Umwandlung von Graphit (die stabilste Form von elementarem Kohlenstoff bei Standardbedingungen) in Diamant erforderlich ist. Die Konvention, die Standardbildungsenthalpie für die stabilste Form eines Elements als 0 kJ/mol zu setzen, ermöglicht es, solche Energieunterschiede zwischen verschiedenen Allotropen desselben Elements auszudrücken.
