Endotherm vs. Exotherme Reaktionen
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- Milana Battke
Ein endothermisch Die Reaktion tritt auf, wenn Energie aus der Umgebung in Form von Wärme absorbiert wird. Umgekehrt an exotherm Die Reaktion ist eine, bei der Energie aus dem System in die Umgebung freigesetzt wird. Die Begriffe werden üblicherweise in den physikalischen Wissenschaften und Chemie verwendet.
Vergleichstabelle
Unterschiede - Ähnlichkeiten -| Endothermisch | Exotherm | |
|---|---|---|
| Einführung | Ein Prozess oder eine Reaktion, bei der das System Energie aus seiner Umgebung in Form von Wärme absorbiert. | Ein Prozess oder eine Reaktion, die Energie aus dem System freisetzt, normalerweise in Form von Wärme. |
| Ergebnis | Energie wird von der Umwelt in die Reaktion aufgenommen. | Energie wird aus dem System in die Umgebung freigesetzt. |
| Energieform | Energie wird als Wärme absorbiert. | Energie wird normalerweise als Wärme freigesetzt, kann aber auch Strom, Licht oder Schall sein. |
| Anwendung | Thermodynamik; Physik Chemie. | Thermodynamik; Physik Chemie. |
| Etymologie | Griechische Wörter endo (im Inneren) und Thermasi (zur Wärme). | Griechische Wörter exo (draußen) und Thermasi (zur Wärme). |
| Beispiele | Schmelzeis, Photosynthese, Verdunstung, Kochen eines Eies, Spalten eines Gasmoleküls. | Explosionen, Eis, Rosteisen, Betonabsenkung, chemische Bindungen, Kernspaltung und Fusion. |
Definition
Was ist eine endotherme Reaktion?
Eine endotherme Reaktion oder ein Endothermenreaktion oder ein Prozess erfolgt, wenn das System Wärmeenergie aus der Umgebung absorbiert.
Was ist eine exotherme Reaktion?
In einer exothermen Reaktion oder einem Prozess wird Energie in die Umwelt freigesetzt, normalerweise in Form von Wärme, aber auch Strom, Schall oder Licht.
Exotherme gegen endotherme Prozesse in der Physik
Die Klassifizierung einer physischen Reaktion oder eines Prozesses als exotherm oder endotherm. Das Herstellen eines Eiswürfels ist die gleiche Reaktionsart wie eine brennende Kerze - beide haben die gleiche Art von Reaktion: exotherm. Wenn Sie überlegen, ob eine Reaktion endotherm oder exotherm ist, ist es wichtig, das Reaktionssystem von der Umgebung zu trennen. Was zählt, ist die Änderung der Temperatur des Systems, nicht wie heiß oder kalt das System im Allgemeinen ist. Wenn sich das System abkühlt, bedeutet dies, dass Wärme freigesetzt wird, und die Reaktion ist eine exotherme Reaktion.
Das obige Brandbeispiel ist intuitiv, da Energie eindeutig in die Umwelt freigesetzt wird. Eis zu machen mag jedoch das Gegenteil erscheinen, aber Wasser, das in einem Gefrierschrank sitzt. Das zu berücksichtigende Reaktionssystem ist nur das Wasser, und wenn sich Wasser abkühlt, muss es Energie in einem exothermen Prozess freisetzen. Schwitzen (Verdunstung) ist eine endotherme Reaktion. Nasse Haut fühlt sich im Wind kühl an, weil die Verdunstungsreaktion des Wassers absorbiert Wärme aus der Umgebung (Haut und Atmosphäre).
In Chemie
In der Chemie berücksichtigen endotherme und exotherme nur die Änderung der Enthalpie (ein Maß für die Gesamtenergie des Systems); Eine vollständige Analyse fügt der Gleichung für Entropie und Temperatur einen zusätzlichen Term hinzu.
Wenn sich chemische Bindungen bilden, wird Wärme in einer exothermen Reaktion freigesetzt. Es gibt einen Verlust der kinetischen Energie in den reagierenden Elektronen, und dies bewirkt, dass Energie in Form von Licht freigesetzt wird. Dieses Licht ist in der Energie gleich der Stabilisierungsenergie, die für die chemische Reaktion erforderlich ist (die Bindungsenergie). Das freigesetzte Licht kann von anderen Molekülen absorbiert werden, was zu molekularen Schwingungen oder Rotationen führt, aus denen das klassische Verständnis von Wärme stammt. Die Energie, die für die Reaktion erforderlich ist, ist geringer als die Gesamtenergie freigesetzt.
Wenn chemische Bindungen brechen, ist die Reaktion immer endotherm. Bei endothermen chemischen Reaktionen wird Energie absorbiert (von außerhalb der Reaktion gezogen), um ein Elektron in einen höheren Energiezustand zu platzieren, sodass das Elektron mit einem anderen Atom einen anderen chemischen Komplex bildet. Der Energieverlust aus der Lösung (der Umgebung) wird durch die Reaktion in Form von Wärme absorbiert.
Die Aufteilung eines Atoms (Spaltung) sollte jedoch nicht mit dem "Brechen einer Bindung" verwechselt werden."Kernspaltung und Kernfusion sind beide exotherme Reaktionen.
Alltägliche Beispiele
Endotherme und exotherme Reaktionen sind häufig in alltäglichen Phänomenen zu sehen.
Beispiele für endotherme Reaktionen:
- Photosynthese: Wenn ein Baum wächst, absorbiert es Energie aus der Umwelt, um CO2 und H2O zu zerbrechen.
- Verdunstung: Schwitzen kühlt eine Person ab, während Wasser Wärme zieht, um sich in die Gasform zu verwandeln.
- Ein Ei kochen: Energie wird aus der Pfanne absorbiert, um das Ei zu kochen.
Beispiele für exotherme Reaktionen:
- Regenbildung: Die Kondensation von Wasserdampf in Regen löst Wärme aus.
- Beton: Wenn Wasser zu Beton zugesetzt wird, füllen chemische Reaktionen Wärme frei.
- Verbrennung: Wenn etwas brennt, wie klein oder groß, ist es immer eine exotherme Reaktion.