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Aufgabensammlung für das Fach Chemie in der Schule

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Warum bezeichnet man die Energiebilanz einer exergonischen Reaktion als negativ, die einer endergonischen Reaktion als positiv?

Bezugspunkt ist immer das System der Ausgangsstoffe (Edukte). Wenn bei einer chemischen Reaktion Energie frei wird, dann hat das System der Ausgangsstoffe ein höheres Energieniveau als das System der Endstoffe (Produkte). Das System der Edukte verliert also Energie, seine Energiebilanz ist also negativ.

Was versteht man unter der Aktivierungsenergie?

Unter der Aktivierungsenergie versteht man die Differenz zwischen der mittleren kinetischen Energie aller Teilchen und der mittleren kinetischen Energie aller reaktionsbereiten Teilchen. Es handelt sich um eine statistische Größe und ist nicht zu verwechseln mit der Startenergie, die man einem Reaktionssystem zuführt um eine Reaktion in Gang zu setzen.

Wann ist eine chemische Reaktion freiwillig oder spontan?

Eine chemische Reaktion läuft dann freiwillig ab, wenn bei ihr die Gesamtenergiebilanz negativ ist, also Energie an die Umgebung abgegeben wird. Man sagt, die Reaktion sei exergonisch. Merkwürdigerweise heißt das aber nicht, dass diese Reaktion in jedem Fall auch ohne Anstoß von außen abläuft. Beispiel: Die Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff zu Wasser ist eine freiwillige Reaktion, sie läuft aber unter normalen Bedingungen nicht ab, wenn nicht eine Startenergie z. B. in Form eines Zündfunkens zugegeben wird.

Warum laufen chemische Reaktionen freiwillig ab, obwohl sie endotherm sind?

Chemische Reaktionen, wie zum Beispiel viele Lösungsvorgänge, laufen freiwillig ab, obwohl sie endotherm sind. Hierin liegt aber kein Widerspruch zu dem Satz, dass nur exergonische Reaktionen freiwillig sind. Vielmehr beschreibt der Begriff "endotherm" nur einen Aspekt der Energiebilanz, nämlich den der Wärme. Ein weiterer Aspekt ist in der Ordnung oder Unordnung eines Systems (Entropie) zu sehen. So hat ein ungeordnetes System bei gleicher Temperatur ein niedrigeres Energieniveau als ein geordnetes. Ein gelöstes Salz hat eine größere Unordnung (Verteilung der Teilchen) als ein Salzkristall.

Siehe auch: Entropie, Enthalpie