In diesem Beitrag wiederholen wir noch einmal die Unterschiede und wesentlichen Merkmale von exo- beziehungsweise endothermen Reaktionen.
Inhaltsübersicht
Exotherm und Endotherm
Als exotherm gilt eine Reaktion, wenn die Produkte eine niedrigere Enthalpie als die Edukte aufweisen. Mehr über Enthalpie erfährst du in unseren Videos zur Definition der Enthalpie , Reaktionsenthalpie und zur Freien Enthalpie .
Endotherm ist dementsprechend das genaue Gegenteil zu exotherm. Hier spricht man von einer Zunahme an Enthalpie. Was das genau bedeutet, schauen wir uns jetzt anhand eines einfachen Beispiels an.
Endothermen Reaktion – Beispiel
Bestimmt hast du schon mal eine Brausetablette in Wasser aufgelöst. Beim Auflösen des Brausepulvers, einem Gemisch aus Zitronensäure + Natriumhydrogencarbonat, wird die Lösungsenergie für die Reaktion dem Wasser entzogen. Das Wasser kühlt sich bei diesem Vorgang etwas ab.
Folglich wird Energie in Form von Wärme aus der Umgebung aufgenommen und die Reaktion ist damit endotherm.
Graphisch lässt sich die endotherme Reaktion wie folgt darstellen:
Auf der Y-Achse des Graphen tragen wir die Energie ab, während die X-Achse den Reaktionsweg beschreibt.
Zunächst haben wir die Ausgangsstoffe Zitronensäure und Natriumhydrogencarbonat mit einer gewissen Energie. Diesen Ausgangsstoffen führen wir nun Energie zu – besser gesagt, sie entziehen die Energie der Umgebung, wodurch das Energielevel weiter ansteigt. Sobald dann ein bestimmter Punkt erreicht ist, genügt die Energie, um die Reaktion ablaufen zu lassen. Am Ende der Reaktion haben dann die Endstoffe mehr Energie als die Ausgangsstoffe, da die Energie aus der Umgebung aufgenommen wurde.
Studyflix vernetzt: Hier ein Video aus einem anderen Bereich
Aktivierungsenergie und Exotherme Reaktion – Beispiel
Wie bereits erwähnt, ist es bei einer exothermen Reaktion genau umgekehrt. Wir schauen uns zur Verdeutlichung eine Verbrennungsreaktion an.
Wenn du mit deinen Freunden am Lagerfeuer sitzt, findet dort eine exotherme Reaktion statt.
Der Ausgangsstoff, in diesem Fall Holz, hat am Anfang wieder ein gewisses Energielevel. Holz allein brennt aber noch nicht von selbst. Wir müssen dem System wieder etwas Energie zuführen, damit die Reaktion stattfinden kann, die sogenannte Aktivierungsenergie. Das ist zum Beispiel die Energie, die du zuführst, wenn du das Lagerfeuer anzündest.
Wenn du dem System ausreichend Energie zugeführt hast, fängt das Holz an zu brennen und die Reaktion läuft von selbst ab.
Bei der Reaktion wird Energie in Form von Wärme freigesetzt. Das merkst du ganz einfach daran, dass sich die Luft um das Lagerfeuer zu erwärmen beginnt. Folglich wird Energie an die Umgebung abgegeben und die Reaktion ist damit exotherm.
Nun weißt du, wie du Reaktionen thermisch einordnen kannst. Viel Spaß und bis bald!
Exotherme und Endotherme Reaktion — häufigste Fragen
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Exotherme und Endotherme Reaktion — häufigste Fragen
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Wie erkennt man, ob Energie aufgenommen oder abgegeben wird?Energie wird abgegeben, wenn die Umgebung wärmer wird, weil Wärme aus der Reaktion nach außen fließt. Energie wird aufgenommen, wenn die Umgebung kälter wird, weil Wärme aus der Umgebung in die Reaktion geht. Zum Beispiel wärmt ein Lagerfeuer die Luft, eine Brausetablette kühlt das Wasser.
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Woran erkennt man im Energiediagramm, ob eine Reaktion exotherm oder endotherm ist?Im Energiediagramm erkennt man exotherm oder endotherm daran, ob die Produkte auf der y-Achse tiefer oder höher liegen als die Edukte. Liegen die Produkte tiefer, wurde Energie an die Umgebung abgegeben (exotherm). Liegen die Produkte höher, wurde Energie aufgenommen (endotherm).
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Sind alle Verbrennungen exotherm?Verbrennungen sind exotherm, weil bei einer Verbrennungsreaktion Energie in Form von Wärme (oft auch Licht) an die Umgebung abgegeben wird. Eine Reaktion, die beim Ablaufen keine Energie nach außen abgibt, würde man im Schulkontext normalerweise nicht als Verbrennung bezeichnen.
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Warum braucht eine exotherme Reaktion Aktivierungsenergie?Eine exotherme Reaktion braucht Aktivierungsenergie, weil zuerst eine Energieschwelle überwunden werden muss, damit die Reaktion überhaupt starten kann. Dabei müssen zum Beispiel Bindungen in den Ausgangsstoffen „angestoßen“ werden, bevor neue Bindungen entstehen. Im Energiediagramm ist das der Anstieg bis zum Maximum vor dem Abfall.
Reaktionen verstehen
Exotherme und endotherme Reaktionen gehören zum Themenfeld Reaktionen und zeigen, wie Stoffe Energie aufnehmen oder abgeben. Wer sich mit Reaktionen beschäftigt, schaut auf Ausgangsstoffe, Produkte und den Weg von der Reaktion. So wird klar, warum manche Vorgänge Wärme an die Umgebung abgeben und andere Energie aus der Umgebung aufnehmen. Weitere Videos dazu findest du in unserem Ingenieurwissenschaftenbereich.
