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Endergonische und exergonische Reaktionen und Prozesse

Endergonisch und exergonisch sind zwei Arten chemischer Reaktionen oder Prozesse in der Thermochemie oder der physikalischen Chemie. Die Namen beschreiben, was während der Reaktion mit Energie passiert. Die Klassifikationen beziehen sich auf endotherme und exotherme Reaktionen. mit Ausnahme von endergonischen und exergonischen Reaktionen. die beschreiben, was mit jeder Energieform geschieht, während sich endotherme und exotherme nur auf Wärme oder Wärmeenergie beziehen.

 

Endergonische Reaktionen

  • Endergonische Reaktionen können auch als ungünstige Reaktion oder nicht spontane Reaktion bezeichnet werden. Die Reaktion erfordert mehr Energie als Sie davon erhalten.
  • Endergonische Reaktionen absorbieren Energie aus ihrer Umgebung.
  • Die chemischen Bindungen. die bei der Reaktion entstehen, sind schwächer als die chemischen Bindungen, die aufgebrochen wurden.
  • Die freie Energie des Systems nimmt zu. Die Änderung der Standard-Gibbs-Freie Energie (G) einer endergonischen Reaktion ist positiv (größer als 0).
  • Die Änderung der Entropie (S) nimmt ab.
  • Endergonische Reaktionen sind nicht spontan.
  • Beispiele für endergonische Reaktionen sind endotherme Reaktionen wie die Photosynthese und das Schmelzen von Eis zu flüssigem Wasser.
  • Wenn die Umgebungstemperatur abnimmt, ist die Reaktion endotherm.

 

Exergonische Reaktionen

  • Eine exergonische Reaktion kann als spontane Reaktion oder als günstige Reaktion bezeichnet werden.
  • Exergonische Reaktionen geben Energie an die Umgebung ab.
  • Die bei der Reaktion gebildeten chemischen Bindungen sind stärker als diejenigen, die in den Reaktanten aufgebrochen wurden.
  • Die freie Energie des Systems nimmt ab. Die Änderung der Standard-Gibbs-Freie Energie (G) einer exergonischen Reaktion ist negativ (weniger als 0).
  • Die Änderung der Entropie (S) nimmt zu. Eine andere Sichtweise ist, dass die Störung oder Zufälligkeit des Systems zunimmt.
  • Exergonische Reaktionen treten spontan auf (zum Starten ist keine äußere Energie erforderlich).
  • Beispiele für exergonische Reaktionen sind exotherme Reaktionen wie das Mischen von Natrium und Chlor zu Tafelsalz, Verbrennung und Chemilumineszenz (Licht ist die Energie, die freigesetzt wird).
  • Wenn die Umgebungstemperatur steigt, ist die Reaktion exotherm.

 

Hinweise zu den Reaktionen

    • Sie können nicht sagen, wie schnell eine Reaktion auftreten wird, je nachdem, ob sie endergonisch oder exergonisch ist. Katalysatoren können erforderlich sein, damit die Reaktion mit einer beobachtbaren Geschwindigkeit abläuft. Beispielsweise ist die Rostbildung (Oxidation von Eisen) eine exergonische und exotherme Reaktion, die jedoch so langsam abläuft, dass es schwierig ist, die Freisetzung von Wärme an die Umgebung zu bemerken.
    • In biochemischen Systemen sind endergonische und exergonische Reaktionen häufig gekoppelt, sodass die Energie einer Reaktion eine andere Reaktion antreiben kann.
    • Endergonische Reaktionen erfordern immer Energie, um zu beginnen. Einige exergonische Reaktionen haben auch Aktivierungsenergie, aber durch die Reaktion wird mehr Energie freigesetzt, als zur Initiierung erforderlich ist. Zum Beispiel wird Energie benötigt, um ein Feuer zu entfachen, aber sobald die Verbrennung beginnt, setzt die Reaktion mehr Licht und Wärme frei, als zum Starten erforderlich ist.
    • Endergonische Reaktionen und exergonische Reaktionen werden manchmal als reversible Reaktionen bezeichnet. Das Ausmaß der Energieänderung ist für beide Reaktionen gleich, obwohl die Energie von der endergonischen Reaktion absorbiert und von der exergonischen Reaktion freigesetzt wird. Ob die Rückreaktion tatsächlich auftreten kann , spielt bei der Definition der Reversibilität keine Rolle. Während das Verbrennen von Holz theoretisch eine reversible Reaktion ist, tritt es im wirklichen Leben nicht auf.

 

 

Führen Sie einfache Endergon- und Exergonreaktionen durch

Bei einer endergonischen Reaktion wird Energie aus der Umgebung absorbiert. Endotherme Reaktionen bieten gute Beispiele, da sie Wärme absorbieren. Backpulver (Natriumcarbonat) und Zitronensäure in Wasser mischen. Die Flüssigkeit wird kalt, aber nicht kalt genug, um Erfrierungen zu verursachen.

Eine exergonische Reaktion gibt Energie an die Umgebung ab. Exotherme Reaktionen sind gute Beispiele für diese Art von Reaktion, da sie Wärme freisetzen. Wenn Sie das nächste Mal Wäsche waschen, nehmen Sie etwas Waschmittel in die Hand und geben Sie eine kleine Menge Wasser hinzu. Fühlst du die Hitze? Dies ist ein sicheres und einfaches Beispiel für eine exotherme und damit exergonische Reaktion.

Eine spektakulärere exergonische Reaktion wird erzeugt, indem ein kleines Stück eines Alkalimetalls in Wasser getropft wird. Zum Beispiel brennt Lithiummetall in Wasser und erzeugt eine rosa Flamme.

Ein Leuchtstab ist ein hervorragendes Beispiel für eine Reaktion, die exergonisch, aber nicht exotherm ist. Die chemische Reaktion setzt Energie in Form von Licht frei, erzeugt jedoch keine Wärme.

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