Reaktionsenergie und Energieerhalt

Bei vielen chemischen Reaktionen wird Wärme und oft auch Licht abgeben, diese Reaktionen werden dann als exotherme Reaktion bezeichnet (griech. exo: aussen und thermos: warm). Ein Beispiel aus Deinem Alltag sind Feuerwerkskörper, die beim Anzünden Wärme abgeben und in der Luft Funken sprühen. Auch die Reaktion zwischen Eisen und Schwefel ist exotherm, die kannst Du auch in der Wortgleichung ablesen:

$Eisen\,+\,Schwefel\,\rightarrow\,Eisensulfid\,\,\,\vert\,exotherm$

Es gibt chemische Reaktionen, die der Umgebung Wärme entziehen. Oft bedeutet das, dass es ohne externe Wärmequelle schnell zu kalt werden würde und die Reaktion zum Erliegen kommt. Wenn Du beispielsweise Karamell herstellen möchtest, muss der Zucker die ganze Zeit erhitzt werden. Die Stoffumwandlung endet, sobald Du aufhörst, Hitze dazuzugeben. Diese chemischen Reaktionen werden endotherme Reaktionen genannt (griech. endo: innen, innerhalb, thermos: warm). Ein weiteres Beispiel für eine endotherme Reaktion ist das Erhitzen von Kupfersulfat. Dabei entweicht das Wasser und es bleibt weisses Pulver zurück:

$blaues\,Kupfersulfat\,\rightarrow\,weisses\,Kupfersulfat\,+\,Wasser\,\,\,\vert\,endotherm$

Energieumwandlung

Jeder Stoff besitzt chemische Energie. Diese wird bei einer chemischen Reaktion in andere Energieformen wie zum Beispiel thermische, mechanische oder elektrische Energie umgewandelt. Jede chemische Reaktion ist durch eine Energieumwandlung gekennzeichnet. Bei einer exothermen Reaktion wird ein Teil der chemischen Energie in thermische Energie umgewandelt und abgegeben. Dadurch wird die Umgebung erwärmt. Bei einer endothermen Reaktion wird der Umgebung thermische Energie entzogen.

Exotherme Reaktion: 1. Chemische Energie der Ausgangsstoffe, 2. Thermische Energie (an die Umgebung), 3. Chemische Energie der Reaktionsprodukte

Chemie; Chemische Reaktion; 1. Sek / Bez / Real; Reaktionsenergie und Energieerhalt

Endotherme Reaktion: 1. Chemische Energie der Ausgangsstoffe, 2. Thermische Energie (aus der Umgebung), 3. Chemische Energie der Reaktionsprodukte

Chemie; Chemische Reaktion; 1. Sek / Bez / Real; Reaktionsenergie und Energieerhalt

Der Mensch macht sich die Abgabe von thermischer Energie zunutze, um elektrische Energie zu gewinnen. Durch die Verbrennung von Holz oder kann thermische und mechanische Energie erzeugt werden. Über einen Generator wird diese Energie in elektrische Energie umgewandelt. Dabei ist zu beachten, dass eine exotherme Reaktion oft erst durch ein kurzes Erhitzen ausgelöst wird. Dieses Auslösen der chemischen Reaktion heisst Aktivierung. Die notwendige Energie wird Aktivierungsenergie genannt. Die Aktivierung kann zum Beispiel durch Licht, Reibung oder Erhitzen erreicht werden.

Energieerhaltungssatz

Der Energieerhaltungssatz besagt, dass in einem geschlossenen System die Summe der Energie immer gleich bleibt. Die Energieformen können sich in andere Formen umwandeln, aber Energie kann weder erzeugt, noch vernichtet werden.