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:

Aufrufe 803 total views, Heute 2 views today

Die REDOX-Reaktion

Laufen Oxidation und Reduktion in einem System gleichzeitig ab, so nennt man diesen Prozess eine
REDuktions-OXidations -Reaktion oder kurz REDOX -Reaktion.

Voraussetzung ist, es gibt ein Oxid und einen Hilfsstoff, der den Sauerstoff des Oxids aufnehmen kann. So ein Stoff hilft, das Oxid zu reduzieren, er ist ein Reduktionsmittel und wird bei dem Prozess selbst oxidiert. Das Oxid selber ist also ein Oxidationsmittel.

Bei der RED-OX-Reaktion wird ein OXID reduziert und ein Hilfsstoff oxidiert.

Hier wird Eisenoxid durch Aluminium reduziert. Es entsteht Eisen.
Das Aluminium nimmt dabei den Sauerstoff auf und wird zu Aluminiumoxid oxidiert.

Hans GoldschmidtThermitverfahren

Die Versuche des Herrn Hans Goldschmidt zu Redox-Prozessen führten vor über 100 Jahren zu neuen Erkenntnissen in der Metallurgie. Dabei wurden Oxide von stark nachgefragten Metallen, wie Chrom, Mangan und dem Halbmetall Silizium in einer Hochtemperatur-Reaktion aus ihren Oxiden hergestellt.

So stellte Herr Goldschmidt ein Verfahren vor, mit dem es möglich sein sollte, eine gebrochene Eisenbahnschiene innerhalb weniger Arbeitsstunden zu schweißen. Für damalige Verhältnisse undenkbar, da der Austausch der Schiene Tage dauerte und zum „Schweißen“ flüssiger Stahl – also 1800°C heiß – vor Ort sein müsste. Eine Demonstration des Goldschmidtverfahrens fand weltweite Aufmerksamkeit.

Heute wird das aluminothermische Schweißenweltweit eingesetzt, da es immer noch die einfachste Art ist, flüssigen Stahl in kleinen Portionen an jedem Ort der Welt herzustellen um Schienenstöße miteinander zu verbinden und Reparaturen durchzuführen.

Der Schienenstrang wird von einer Form umgeben und vorgewärmt. Dann wird das Reaktionsgefäß mit dem Eisenoxid- Aluminium – Gemisch aufgesetzt. Die Reaktion des Gemisches wird mit einer Zündkirsche aktiviert und läuft dann stark exotherm von selbst ab. Die Schlacke – das aluminiumoxidhaltige Nebenprodukt – läuft in die seitlichen Schalen. Später wird die Gussform entfernt und die Bruchstelle entgratet.

Weiter zur Eisengewinnung durch den Hochofenprozess…

REDOX-Reaktion von Kupferoxid + Kohlenstoff

Aufrufe 1,105 total views

Chemische Reaktionen in Natur und Technik

Wir benötigen Grundchemikalien wie Ammoniak, Schwefelsäure, Chlor oder Stahl zu Millionen Tonnen pro Jahr. Diese Stoffe müssen gewonnen, oder produziert werden. Viele Stoffe müssen als Schadstoffe entsorgt oder unschädlich gemacht werden. Allein für die Energiebereitstellung in Form von Wärme oder Elektrizität brauchen wir chemische Prozess ..und das rund um die Uhr.

Grundchemikalien und Werkstoffe

Grundchemikalien und Grundbegriffe zur chem. Reaktion (komplex)

Aufgaben der chemischen Reaktion

Auszug aus dem Arbeitsmaterial: 4 „Arten“ von Reaktionen —Herstellung, Beseitigung…

4 „Arten“ von Reaktionen –Lösungsblatt

Die chemische Reaktion (Wiederholung)

Auszug aus dem Arbeitsmaterial: chemische Reaktion – Grundbegriffe

PhET-Simulation …zur Demonstration der Modellvorstellung „chemische Reaktion“

VIDEO Aktivierung
VIDEO exotherm/endotherm

Merkmale chemischer Reaktionen üben(Textaufgaben)

Merkmale chemischer Reaktionen üben

bekannte chemische Reaktionen (Ox-Red-Redox)

Beeinflussung von chemischen Reaktionen

Prozesse wie das Schimmeln oder das Sauerwerden von Milch lassen sich verlangsamen. Dazu kühlen wir die Stoffe. Das verlangsamt die Vermehrung von Keimen, die unsere Lebensmittel unbrauchbar machen.

Auszug aus dem Arbeitsmaterial: Prozesse beeinflussen

PhET-Simulation …zur Demonstration der Modellvorstellung „chemische Reaktion“

VIDEO Telekolleg(Kult)
VIDEO Thiosulfat+Salzsäure

Prozesse beeinflussen Lehrerblatt

Prozesse beeinflussen Lesetexte

Beeinflussung chemischer Reaktionen (komplex)

Der Katalysator

Auszug aus dem Arbeitsmaterial:

Katalysator

Der 3-Wege-Kat im Auto und im LKW

Katalysator Lehrerblatt

Die Reaktionsgeschwindigkeit

Misst man die Konzentration eines Stoffes, der an der Reaktion beteiligt ist, so stellt man fest, dass die Änderung der Konzentration am Anfang einer Reaktion groß ist und später abnimmt. Die beteiligten reaktiven Teilchen sind am Anfang in Masse vorhanden und es kommt zu vielen gleichzeitigen wirksamen Zusammenstößen. Später ist das nicht mehr so, die Reaktion wird langsamer und kommt zum Stillstand.

Reaktionsgeschwindigkeit — Wie schnell ist eine Reaktion?

Reaktionsgeschwindigkeit — Variante 2

Technische Erzeugung von Grundchemikalien

Grundchemikalien — Ammoniak, Kalk, Schwefelsäure, Stahl

aus Klasse 9: Grundchemikalien-und-WerkstoffeHerunterladen

Ammoniak …zum ausführlichen Beitrag

Lesetext: Ammoniakherstellung

Ammoniaksynthese 2 Blätter —Das Haber-Bosch-Verfahren (ausführlich)

VIDEO Ammoniak + Salzsäure

Unterrichtsmaterial von BASF

Schwefelsäure

Lesetext: Schwefelsäureherstellung

VIDEO Herstellung und Verwendung (englisch)

VIDEO Herstellung (deutsch)

Schwefelsäure 2 Blätter —Blut der Chemie…ausführlich

weitere Grundchemikalien

Lesetext: Branntkalkherstellung

Lesetext: Stahlherstellung

Methanolherstellung

Aufrufe 493 total views, Heute 1 views today

Hochofen (Quiz)

Suche nach den unten aufgeführten Lösungsworten. (Rufe das Quiz als Beitrag auf, um Fehler zu vermeiden.)
Select Level:
{{ currentLevel.width }}x{{ currentLevel.height }}
{{cell.letter}}

Aufrufe 700 total views

1 2 3 4