Benötigt eine chemische Reaktion immer Aktivierungsenergie und wenn ja, warum ist das so und wie bezeichnet man diesen Vorgang?
Ich lerne gerade endotherme und exotherme Reaktionen, aber ich verstehe nicht ganz, ob exotherme Reaktion auch spontan ablaufen können oder nicht?
3 Antworten
Exotherme Reaktionen benötigen id. R eine eine gewisse Startenergie und laufen dann freiwillig unter energieabgabe ab. Z. B. Wenn du ein Stück papier anzünden willst, brauchst du eine gewisse Starthitze um es zum brennen zu bringen. Wenn es aber dann brennt läuft die Reaktion freiwillig ab und es wird Energie in form von Wärme und Licht frei. Bei endothermen Reaktionen muss permanent Energie zugeführt werden, damit die Reaktion stattfinden kann. Z. B. Bei der photosynthese, wo co2 und h2o, beides energiearme stoffe zu c6h12o6, zucker, der Energiereich ist durch konstanten Einfluss von lichtenergie hergestellt wird. Also um es zusammen zu fassen :
Bei einer endothermen Reaktion muss Energie zugeführt werden, damit sie funktioniert und bei bei exothermen Reaktionen wird (wenn auch oft erst durch eine gewisse Startenergie oder einen Katalysator) Energie frei und die Reaktion läuft freiwillig ab. Oxidationen sind idR exotherme Reaktionen.
Bei weiteren Fragen meld dich, lg ben
Erst mal danke für die ausführliche Antwort.
Und so eine spontane exotherme Reaktion nennt man dann exorgon, oder?
Kurze Anmerkung. Nur weil eine Reaktion exotherm ist, läuft sie noch lange nicht freiwillig ab.
Doch, tut sie, sobald die benötigte Aktivierungsenergie und oder der katalysator gegeben ist.
Darum gehts nicht. Wenn du sagst, sie läuft freiwillig ab, dann ist das gleichbedeutend mit exergone Reaktion. Das muss aber nicht sein. Eine exotherme Reaktion kann theoretisch auch endergon sein. Und das heißt sie läuft nicht freiwillig. Auch wenn die Aktivierungsenergie vorhanden ist.
Denn: Freiwillig = Exergon und Unfreiwillig = Endergon.
Also mir fällt spontan keine Reaktion ein wo ich keine Aktivierungsenergie benötige. Bei manchen ist das halt nur wenig (Zimmertemperatur). der einzige unterschied zwischen den beiden ist (glaube ich) das bei der endothermen Reaktion nicht genug Energie frei wird um die Reaktion beizubehalten, sprich weniger Energie als die Aktivierungsenergie.
Also exo und endotherm sagt erstmal nur etwas über den Wärmeumsatz aus. Eine exotherme Reaktion produziert mehr Energie als ihr über die Aktivierungsenergie zugeführt wird. Ihre Reaktionsenthalpie ist negativ. Die einer endothermen dementsprechend positiv. (Achtung: Endo- und exotherm sagt erstmal nichts darüber aus, ob die Reaktion freiwillig abläuft oder nicht) Es gibt sowohl freiwillig ablaufende endotherme Reaktionen als auch nicht freiwillig ablaufende exotherme.
Ob eine Reaktion nun freiwillig abläuft oder nicht entscheidet sich daraus, ob die Gesamtentropie des Systems und seiner Umgebung zunimmt oder abnimmt. Das macht sich im Vorzeichen der Gibbs-Energie deutlich. Ist sie negativ, läuft die Reaktion freiwillig (die Entropie nimmt zu). Das nennt man dann exergonisch. Anders herum läuft die Reaktion bei positiver Gibbs-Energie nicht freiwillig. Das nennt man endergonisch.
Beispiel: Der Zerfall von N2O3 in NO und NO2 hat eine positive Reaktionsenthalpie, ist also endotherm. Die Gibbs-Energie dagegen ist negativ. Die Reaktion ist exergonisch und läuft daher freiwillig.
Das ganze heißt aber auch noch lange nicht, dass sie auch anfängt abzulaufen. Die "Starthilfe" für Reaktionen nennt sich Aktivierungsenergie. Und ja, jede Reaktion braucht Aktivierungsenergie. Nur wie hoch diese ausfällt ist unterschiedlich. Manchmal reicht die Umgebungstemperatur, manchmal braucht es ein paar hundert Grad dafür.
Die Verbrennung von Kohlenstoff zu CO2 ist zum Beispiel exotherm und exergonisch. Aber Kohle entzündet sich trotzdem nicht spontan von selbst. Sie muss trotzdem noch entzündet werden, bevor die Reaktion einsetzt -> Aktivierungsenergie.
Mit Startenergie meine ich übrigens Aktivierungsenergie haha. Exotherme Reaktionen können auch spontan ablaufen, wenn entweder der nötige katalysator oder die benötigte Aktivierungsenergie von Anfang an gegeben ist.