ENERGIE BEI CHEMISCHEN REAKTIONEN


Chemische Reaktionen sind Stoffumwandlungen bei denen Teilchen umgeordnet und chemische Bindungen gespalten und neu geknüpft werden, wodurch neue Stoffe mit neuen Eigenschaften entstehen. Die Umordnung der Teilchen und die Veränderung der chemischen Bindungen erfordert Energie bzw. setzt Energie frei. Dies ermöglicht die Einteilung chemischer Reaktionen in exotherme und endotherme Reaktionen

Exotherme Reaktionen setzten Energie in die Umgebung frei. Dabei wird chemische Energie der Ausgangsstoffe in andere Energieformen umgewandelt. Die chemische Energie der Reaktionsprodukte ist deshalb niedriger, als die der Ausgangsstoffe.

Was ist chemische Energie? Chemische Energie ist nur ein Teil der Energie eines stofflichen Systems (Stoffes). Sie umfasst die kinetische Energie der Elektronen und die elektrische Energie der Wechselwirkungen Elektronen und Protonen.

Endotherme Reaktionen benötigen Energie aus der Umgebung. Dabei können unterschiedliche Energieformen in chemische Energie umgewandelt und gespeichert werden. Die chemische Energie der Reaktionsprodukts ist deshalb höher, als die der Ausgangsstoffe.

Chemische Reaktionen sind also Vorgänge bei denen neben Stoffumwandlungen und Umordnung der Teilchen mit Veränderung der chemischen Bindungen auch, Energieumwandlungen stattfinden. Die Energieumwandlung können auf unterschiedliche Weise erfolgen:

Für alle Energieumwandlungen gilt der Energieerhaltungssatz:

Energieerhaltungssatz (1. Hauptsatz der Thermodynamik): Die Gesamtenergie eines abgeschlossenen (isolierten) Systems verändert sich nicht. Es kann weder Energie erzeugt noch vernichtet werden, sie wird lediglich in andere Energieformen umgewandelt.

Es ist aber zu beachten, dass die Umwandlung von einer Energie in eine andere nicht vollständig erfolgen kann. Bei chemischen Reaktionen wird chemische Energie stets in mehrere andere Energieformen umgewandelt

Beispiele für Energieumwandlungen bei chemischen Reaktionen: – Redoxreaktionen – elektrische & thermische Energie – Verbrennungen – thermische Energie und & Strahlungsenergie

Das die Energieumwandlungen nie vollständig in eine bestimmte Energieform erfolgen, wird im 2. Hauptsatz der Thermodynamik beschrieben

2. Hauptsatz der Thermodynamik – Formulierung nach Kelvin und Planck: Es ist unmöglich, eine periodisch arbeitende Maschine zu konstruieren, die weiter nichts bewirkt als Hebung einer Last und Abkühlung eines Wärmereservoirs.

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