Frage von DieChemikerinUsermod Junior, 65

Ist ein galvanisches Element eine exotherme Reaktion?

Hi,

diese Frage kam mir eben durch Zufall aus. Die Definitionen von endo- und exothermen Reaktionen sind ja einfach folgende:

  • exotherme Reaktion: Energie wird frei
  • endotherme Reaktion: Energie wird benötigt

Bei einem galvanischen Element wird ja elektrische Energie durch Redoxreaktionen erzeugt, bei der Elektrolyse elektrische Energie benötigt. Das hieße ja logisch, dass galvanische Elemente exotherme und Elektrolysen endotherme Reaktionen sind, oder?

Danke für eure Antworten :)

LG

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von indiachinacook, Community-Experte für Chemie, 36

In einem galvanischen Element erzeugt eine chemische Reaktion Spannung und  Strom. Dieser Strom kann Arbeit verrichten, er ist also eine Form der Energie. Die Energie kommt von der chemischen Reaktion. Also muß die Reaktion Energie liefern.

Diese Argumentationskette sieht gut aus, hat aber einen kleinen Haken: Sie bezieht sich auf die sogenannten Freie Energie, das ist nicht ganz dieselbe, die man als „Reaktions­wärme“ (=Enthapie) messen kann.

Eine Reaktion, die Enthalpie („gewöhnliche Reaktionswärme“) liefert, heißt exotherm (und im Gegenfall endotherm).

Eine Reaktion, die Freie Energie („nutzbare Energie“) liefert, heißt exergonisch (im Gegenfall endergonisch).

Die Reaktion in einem galvanischen Element muß also exergonisch sein, aber nicht notwendigerweise exotherm. Allerdings fällt das meistens zusammen: Wenn keine solche Komplikationen wie Phasen­änderun­gen ins Spiel kommen, dann sind exergoni­sche Reaktionen fast immer auch exotherm und umgekehrt. Bei tiefen Tem­pera­turen fallen die beiden Begriffe sowieso exakt zusammen, und 300 K ist ja nicht soviel mehr als 0 K (im Bereich vieler 1000 K sind die beiden Begriffe dann schon sehr verschieden).

Kommentar von DieChemikerin ,

Das mit der freien Enthalpie etc. hatten wir schon alles. Aber da habe ich eh so ein paar Verständnisprobleme - teilweise...ich muss es im Abi können.

Kommentar von indiachinacook ,

Thermodynamik ist nicht sonderlich beliebt, aber wichtig; denn sie regelt, was geht und was nicht. Da mußt Du Dich durch­beißen. Sage ich als jemand, der in Thermo­dynamik dissertiert hat.

Antwort
von cg1967, 26

Hi,

sehr gute Frage. Für die Antwort kommts draufan, wie man exotherm, "frisch und munter", auslegt.

- Wikipedia: "Als exotherm bezeichnet man eine chemische Reaktion, bei der Energie, z. B. in Form von Wärme, an die Umgebung abgegeben wird."

- Duden online: "(von chemischen Vorgängen) mit Freiwerden von Wärme verbunden, unter Freiwerden von Wärme ablaufend"

- Wahrig: "Wärme abgebend"

Meines Erachtens müßtest Du nachschauen, wann das Wort "exotherm" entstand. Falls dies vor dem allgemeinen Verständnis der elektrischen Energie als Energieform neben der thermischen Energie in der Fachwelt war läßt sich therm problemlos als "Energie" auslegen, ansonsten "leg"st Du "was unter". :-)

Liebe Grüße

http://www.wissen-im-netz.info/literatur/goethe/gedichte/24.htm

Antwort
von bit77, 23

Wenn man sich so die meisten Reaktionsgleichungen zB. eines Akkumulators ansieht, so ist meiner Meinung nach da keine exo/endotherme Reaktion. Es entstehen zwar Verluste durch den unweigerlichen Verlust durch den Ohmschen Widerstand der Elektrolyte und Platten, aber keine Verlust durch die Reaktion selbst.

Allenfalls bei einem bereits aufgeladenen bzw. gesättigten galvanischen Element entstehen weitere, exotherme Reaktionen.

Ich denke auch, es kommt auch noch auf die Art des galvanischen Elements an. Vielleicht gibt es auch nur bei bestimmten Materialpaarungen und bestimmten Elektrolyten eine Exotherme Reaktion.

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