Die Reaktionswärme – exotherm / endotherm

Bei jeder chemischen Reaktion finden Prozesse der Energieumwandlung statt. Da jede Substanz ein gewisses Potential hat, das chemische Energie genannt wird, können bei Prozessen Wärme, Licht, elektrischer Strom oder Bewegungsenergie in Erscheinung treten.

exotherm

Prozesse, die mehr Energie liefern(abgeben)
als sie zugeführt bekommen, heißen „exotherm“.

Die Verbrennungsprozesse von Holz, Kohle, Benzin und Diesel, Heizöl oder Wasserstoff sind exotherme Prozesse.
Auch das Lösen von Natriumhydroxid (NaOH) in Wasser oder das Verdünnen von Säuren verlaufen unter Erwärmung des Lösungsmittels.

Anwendungsbeispiel:

Bildquelle www.hotcan.com

Video zu den heißen Dosen

endotherm


Prozesse, die mehr Energie zugeführt bekommen,
als sie abgeben heißen „endotherm“.

Der berühmteste endotherme Prozess ist nur aktiv, wenn die Energiequelle Sonnenlicht verfügbar ist. Nachts stoppt der Prozess. Die Pflanzenwelt unseres Planeten nutzt die Photosynthese um aus Kohlendioxid und Wasser den Energiereichen Stoff Glucose(Traubenzucker) herzustellen und liefert das Nebenprodukt Sauerstoff. Lebensnotwendig für die Tierwelt.

Ein Salz, welches beim Lösen in 20°C warmem Wasser dem Lösungsmittel die Wärme entzieht, ist zum Beispiel Kaliumnitrat. Das Wasser kühlt bei Zugabe des Salzes ab. Die ersten Verfahren Erzeugung von Kälte waren die sogenannten Kältemischungen, bei denen man solche Salze mit Eis,Schnee oder Wasser mischte. So konnte man mit den unterkühlten Flüssigkeiten andere Gegenstände kühlen oder auch Wasser gefrieren. Die Idee des Kühlschrankes war nur noch einen Schritt entfernt.

Beispiel für eine endotherme Reaktion:

weitere Versuche:

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Oxidation

…ist eine Art der chemischen Reaktion, bei der ein Stoff mit Sauerstoff reagiert.

Die Oxidation wird in der Chemie auch als Reaktion mit Elektronenabgabe definiert. Dies setzt jedoch die Kenntnis vom Verhalten der Elemente, Ionen oder Moleküle voraus, Stabilität über die Aufnahme oder Abgabe von Elementarteilchen der Außenschale zu regeln.

Lass uns zunächst die Oxidation als Reaktion der Elemente (Metalle/Nichtmetalle) mit Sauerstoff verstehen.

Element + Sauerstoff —> Oxid des Elements

Schwefel + Sauerstoff —> Schwefeloxid
Eisen + Sauerstoff —-> Eisenoxid
Blei + Sauerstoff —-> Bleioxid

Es gibt nur ein Element außer Sauerstoff, dass nicht auf einfachem Wege oxidiert werden kann und das ist Gold.
Willst Du mehr wissen?
Herstellung von Goldoxid

Es bilden sich Oxide!

Dabei unterscheidet man, die schnelle Oxidation, die auch Verbrennung genannt wird und die ->langsame (stille) Oxidation, die man auch Korrosion, Rosten oder Verwittern nennt.

Verbrennt man Magnesium an der Luft, so brennt dies mit einer grellen Lichterscheinung und großer Wärmeentwicklung.

Da Sauerstoff molekular (2-atomig) vorkommt, wird pro Sauerstoffatom ein Magnesiumatom verwendet.
Das ergibt dann auch 2 Magnesiumoxid-Baueinheiten.

Das weiße Reaktionsprodukt heißt Magnesiumoxid.
Es wird in der Bauindustrie als Bindemittel für Schäume eingesetzt und ist als sogenannter „Säureregulator“ sogar in Lebensmitteln (E 530) als Zusatzstoff (E-Stoff) zugelassen. Auf Grund seines hohen Schmelzpunktes (2800°C) wird es zur Herstellung von feuerfesten Steinen benutzt, die als Auskleidung in Öfen von Laborgeräten oder in Pfannen bei der Stahlherstellung benutzt werden.

weitere Oxidationen:

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Chemie App – Beaker

Beaker, das Becherglas ist eine App für das Handy, mit der Du untersuchen kannst, ob und wie Stoffe miteinander reagieren. Unter http://thix.co/beaker findest Du mehr Information. (Achtung! InAppKäufe sind möglich!)

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