Big Bang HTL 2, Schulbuch

68 Bereich Grundlagen der Chemie (II. Jahrgang, 3. Semester) Zurück zu unserem Beispiel der Knallgasreaktion: D H Knallgasreaktion 2 H 2(g) + O 2(g) ® 2 H 2 O (fl) , D H = –286 ​ kJ ___ Mol ​ Bei der Bildung von Wasser aus den Elementen Wasserstoff und Sauerstoff wird also Energie frei. Der umgekehrte Vorgang, die Elektrolyse, ist endotherm. Hier siehst du, dass es nicht immer Wärme ist, die bei Ener- gieumsätzen eine Rolle spielt, auch Strom, Reibung u. Ä. können zu Reaktionen führen. Starthilfe: Die meisten Reaktionen laufen nicht einfach so, sofort ab, auch wenn sie exotherm sind. Man muss sie ein bisschen anschubsen, damit sie starten. Auch eine Knallgasmischung könnte man im Prinzip ewig stehen lassen, so lange kein Zündfunke dazukommt. In der chemischen Sprache sagt man dazu, man muss eine Aktivierungsenergie E A zuführen, also z. B. anzünden, erwärmen, reiben, stoßen usw. Das kommt daher, weil in den meisten Fällen vorhandene Bindungen erst mal aufgebrochen werden müssen, damit eine Reaktion ablaufen kann, deshalb braucht man am Anfang ein wenig Energie. Erinnere dich an F5 : Du mus- stest zuerst die Bindungen im O 2 und in den beiden H 2 ’s aufbrechen – das hat ein wenig Energie (Kraftaufwand) gekostet – und dann konntest du die Atome zu den Wasser- molekülen zusammensetzen. Ein Energiediagramm sieht also in Wirklichkeit so aus: Seien wir froh, dass das so ist! Stell dir vor, alle brennbaren Stoffe würden „von selbst“ zu brennen beginnen! Durch die Aktivierungsenergie können wir Reaktionen nur dann aus- lösen, wenn wir das wollen. So können auch hochexplosive Stoffe wie Dynamit und TNT gelagert und transportiert werden. Abb. 5.4: Knallgasreaktion Abb. 5.5: Energiediagramm unter Berücksichtigung der Aktivierungs­ energie Zusammenfassung Enthalpie H : Energie, die in chemischen Stoffen enthalten ist. Enthalpieänderung D H : Energieänderung bei chemischen Reaktionen, errechnet aus Enthalpien der Endstoffe minus der Enthalpien der Anfangsstoffe. D H < 0: Reaktion ist exotherm D H > 0: Reaktion ist endotherm Viele Reaktionen brauchen eine Art Starthilfe, einen zündenden Funken, der die Aktivierungsenergie liefert. 5.3 Reaktionsgleichungen In diesem Kapitel geht es darum, wie man chemische Reak- tionen als Gleichungen korrekt anschreibt. Jede chemische Reaktion kann durch eine Reaktionsglei- chung genau beschrieben werden. Dabei stehen die Edukte links, die Produkte rechts vom sogenannten Reaktionspfeil. Grundsätzlich sind alle chemischen Reaktionen umkehrbar (reversibel). Wenn man diesen Umstand besonders betonen will, schreibt man einen Doppelpfeil. Edukte Produkte Weil bei einer Reaktion keine Atome verloren gehen können und auch keine aus dem Nichts entstehen, gilt: Links und Z Energieänderungen Erkläre anhand von selbst gewählten Beispielen die Begriffe exotherme und endotherme Reaktion. L Erkläre den Begriff Aktivierungsenergie. L Setze die folgende Zeichnung in Beziehung zum Begriff Aktivierungsenergie: Wie ist der chem. Stoff dargestellt, wie die Aktivierungsenergie, wie die Reaktion? Beurteile auch, wie gut die Skizze die chemische Reaktion darstellt. L 5.2 F6 A1 F7 A1 F8 C2 Abb. 5.6: Wie lautet die Formel für Chlorgas (aus Chlor-Mole- külen)? Wie lautet die Salzformel für Calciumchlorid? Wie viele Ca-Atome verbinden sich mit wie vielen Chlora- tomen und warum? (Kap. 4 Chemische Bindung!) F9 F10 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv