Chemische Reaktion freiwillig oder unfreiwillig?
Hallo, ich weiß zwar was eine chemische Reaktion ist, jedoch weiß ich nicht, woran man erkennt ob sie freiwillig oder unfreiwillig ist. Kann mir das jemand erklären? Beispiele wären super.
Danke schonmal
3 Antworten
Die Frage ist durchaus anspruchsvoll und auch von Interesse. Leider reichen meine bescheidenen Kenntnisse hier nicht einmal ansatzweise aus. Deshalb habe ich es kopiert.
Allgemeines:
"Während chemischer Reaktionen findet immer ein Stoff- und auch ein Energieumsatz statt. Die meisten Reaktionen verlaufen unter konstantem Druck, so dass der Energieumsatz mithilfe der sog. Reaktionsenthalpie D H beschrieben werden kann. Reaktionsenthalpie: Die Reaktionsenthalpie ist dabei die Differenz der Enthalpie des Anfangszustandes und des Endzustandes:
D H = HProdukte - HEdukte
Die Enthalpien für viele Stoffe sind für Standardbedingungen (Druck:1,013 bar und Konzentration:1 mol/l) in Formelsammlungen aufgelistet, diese kann man in obige Gleichung einsetzen.
Reaktionsbeispiel:
3H2 + N2 -> 2NH3 D H = -92 KJ
Exotherme bzw. Endotherme Reaktion: Ist die Reaktionsenthalpie kleiner 0, so spricht man von einer exothermen Reaktion. Ist die Reaktionsenthalpie größer als 0, so spricht man von einer endothermen Reaktion. Freie Reaktionsenthalpie: Die freie Reaktionsenthalpie ist dabei die Differenz der freien Enthalpie des Anfangszustandes und des Endzustandes:
D G = GProdukte - GEdukte
Die freien Enthalpien sind nicht für alle Stoffe tabelliert, so kann man diesen Wert über nachfolgende Gleichung berechnen:
D G = D H - T D S
Reaktionsbeispiel: 3H2 + N2 -> 2NH3 D H = -92,4 KJ D S = - 198 J/K (D S = (2·192,3 [=NH3]) - (191,5 [=N2] + 3·130,6 [=H2]) Bei T = 298 K : D G = - 92 kJ/mol -298 K·(-0,198 kJ/mol·K ) = - 33 kJ/mol
Exergone und endergone Reaktionen: Ist die freie Reaktionsenthalpie kleiner 0, so läuft die Reaktion freiwillig (spontan) ab. Diese Reaktion nennt man exergonisch.Ist die freie Reaktionsenthalpie größer 0, so läuft die Reaktion nicht freiwillig ab, und man nennt diese Reaktion endergonisch."
Dafür gibbs (hahaha) doch die Gibbs-Helmholtz Gleichung.
Wenn der Wert der freien (molaren) Reaktionsenthalpie negativ ist, dann läuft die Reaktion freiwillig ab, man spricht hier von einer exergonischen Reaktion, wenn der Wert positiv ist, dann läuft die Reaktion nicht freiwillig ab. Die Enthalpie und Entropie kann man mithilfe der Tabellenwerte bestimmen
Sowohl freiwillig als auch unfreiwillig reagieren Stoffe miteinander, wenn sie überhaupt miteindander reagieren können, und dafür geeignete Bedingungen vorherrschen.