Exotherm & endotherm - Energiediagramme – einfach erklärt
Chemische Reaktionen laufen niemals „einfach so“ ab – sie benötigen Energie oder setzen welche frei. Genau hier unterscheiden wir zwischen exothermen und endothermen Reaktionen. Während exotherme Prozesse Energie an die Umgebung abgeben, müssen endotherme Reaktionen Energie aufnehmen, um überhaupt stattfinden zu können. Entscheidend für beide Reaktionstypen ist die Aktivierungsenergie, also die Energiemenge, die nötig ist, um Teilchen in einen reaktionsfähigen Zustand zu versetzen. Ein exothermes Energiediagramm zeigt anschaulich, wie sich die Reaktionsenergie während des Ablaufs verändert und warum manche Reaktionen spontan wirken, andere jedoch nicht. Diese Seite führt Schritt für Schritt in die energetischen Grundlagen chemischer Reaktionen ein und macht sichtbar, was im Inneren eines Stoffsystems wirklich passiert.
Andere Themen aus dem Bereich der 8. Klasse – Überblick
- Die Berechnung der Dichte
- Aufstellen von Reaktionsgleichungen
- Stöchiometrie
Wir zeigen euch, wie man exotherme und endotherme Diagramme aufstellt und geben euch auch jeweils ein konkretes Beispiel in Form einer chemischen Reaktion an die Hand. Das Vorgehen ist dabei immer nach einem ganz bestimmten Schema abzuarbeiten. Man benötigt eine y-Achse, die Energie und eine x-Achse, den Reaktionsverlauf. Danach muss man Edukte, Produkte und die Kurve einzeichnen. Darüber hinaus müssen die Aktivierungsenergie und die Reaktionsenergie mit den entsprechend richtigen Pfeilen angeben.
Beim Aufstellen ist vor allem auf eine entsprechende Sauberkeit zu achten. So dürfen Pfeile im Diagramm weder zu kurz noch zu lang sein.
Fragen zum Video:
Unterschied kurz und knapp
Sobald bei einer chemischen Reaktion Energie an die Umgebung abgegeben wird, spricht man von einer exothermen Reaktion. Häufig erkennt man das daran, dass Wärme oder Licht entsteht – etwa wenn bei einer Verbrennung eine Flamme sichtbar wird. Ein typisches Beispiel ist das Brennen von Holz, bei dem sowohl Wärme als auch Licht freigesetzt werden. Auch in deinem Körper laufen exotherme Prozesse ab: Die Zellatmung setzt Energie frei, die dein Körper für Bewegung, Wärme und Stoffwechselprozesse nutzt.
Immer dann, wenn es bei einer Reaktion spürbar warm wird oder hell aufleuchtet, sind zwei deutliche Hinweise erfüllt, dass es sich um eine exotherme Reaktion handelt.
Für den anderen Fall, also die endotherme Reaktion, muss Energie aus der Umgebung aufgenommen werden. Ein typisches Beispiel ist die Fotosynthese, bei der Lichtenergie in chemische Energie umgewandelt wird. Dabei entstehen aus Molekülen mit niedriger innerer Energie – mithilfe der aufgenommenen Lichtenergie – energiereiche Glucose-Moleküle.
Ein weiteres Beispiel für eine endotherme Reaktion ist eine Temperaturabnahme während eines chemischen Prozesses. Die Abkühlung tritt auf, weil die Reaktion Wärmeenergie aus der Umgebung benötigt und dadurch der Umgebung Wärme entzieht.
Was liegt vor?
Entscheide ob es sich bei folgenden Reaktionen um endotherme oder exotherme Vorgänge handelt:
- Beim Verbrennen von Holz entsteht Wärme, Licht und Asche.
- Beim Lösen von Ammoniumnitrat in Wasser sinkt die Temperatur der Lösung deutlich ab.
- Beim Neutralisieren von Salzsäure mit Natronlauge erwärmt sich das Reaktionsgemisch spürbar.
- Beim Reagieren von Natrium mit Wasser entsteht Wasserstoffgas und viel Wärme.
- Beim Fotosynthese‑Prozess nehmen Pflanzen Lichtenergie auf, um Glucose herzustellen.
- Beim Zerfall von Quecksilberoxid zu Quecksilber und Sauerstoff muss das Gemisch stark erhitzt werden.
- Beim Reagieren von Eisen mit Sauerstoff zu Rost wird langsam, aber kontinuierlich Energie frei.
- Exo
- Endo
- Exo
- Exo
- Endo
- Endo
- Exo
Im Alltag - exotherme Reaktion einfach erklärt
Chemische Reaktionen begegnen uns ständig, oft ohne dass wir sie bewusst wahrnehmen. Besonders wichtig ist dabei die Unterscheidung zwischen exot. und endot. Reaktionen, denn sie entscheidet darüber, ob Energie freigesetzt oder aufgenommen wird. Diese energetischen Veränderungen prägen viele alltägliche Vorgänge – vom Feuer anzünden bis zur Körperwärme.
Exot. Reaktionen geben Energie an die Umgebung ab, meist in Form von Wärme oder Licht. Ein klassisches Beispiel ist das Verbrennen von Holz, Gas oder Kerzenwachs. Auch das Rosten von Eisen ist eine exotherme Reaktion, wenn auch deutlich langsamer. Selbst in unserem Körper laufen ständig exotherme Prozesse ab: Die Zellatmung, also der Abbau von Glucose (= Traubenzucker) zur Energiegewinnung, setzt Wärme frei und trägt dazu bei, dass unsere Körpertemperatur stabil bleibt. Auch das Aushärten von Beton oder das Abbinden von Gips sind exotherme Vorgänge, die man durch die spürbare Erwärmung des Materials leicht erkennen kann.
Endot. Reaktionen hingegen benötigen Energiezufuhr, um ablaufen zu können. In der Küche begegnen wir endothermen Prozessen beim Backen oder Kochen, denn das Erhitzen liefert die notwendige Energie, um chemische Veränderungen in Lebensmitteln auszulösen. Ein besonders anschauliches Beispiel ist das Lösen von Ammoniumnitrat in Wasser, das in Kältepacks genutzt wird: Die Temperatur sinkt deutlich, weil die Reaktion Energie aufnimmt.
Ob exotherm oder endotherm – beide Reaktionstypen zeigen, wie eng Energie und chemische Reaktionen miteinander verbunden sind. Sie machen sichtbar, dass selbst einfache Alltagsphänomene auf grundlegenden chemischen Prinzipien beruhen, die unser Leben ständig beeinflussen.
Weiterführende Inhalte:
Wie funktioniert die Katalyse?
Nach den Grundlagen seid ihr jetzt für die kommenden Übungen gut gerüstet!
