Unterschied zwischen endothermen und exothermen Reaktionen

Hauptunterschied - endotherme und exotherme Reaktionen

Chemische Reaktionen können in zwei Gruppen als endotherme Reaktionen und exotherme Reaktionen eingeteilt werden, je nach Energietransfer zwischen der Umgebung und dem System, in dem die Reaktion stattfindet. Um eine bestimmte chemische Reaktion als endotherm oder exotherm einzustufen, können wir die Enthalpieänderung zwischen Reaktanten und Produkten berechnen. Wenn nicht, können wir die Temperaturänderung des Reaktionsgemisches beobachten. Der Hauptunterschied zwischen endothermen und exothermen Reaktionen ist der endotherme Reaktionen absorbieren Energie aus der Umgebung, während exotherme Reaktionen Energie an die Umgebung abgeben.

Wichtige Bereiche

1. Was sind endotherme Reaktionen?
      - Definition, Eigenschaften, Beispiele
2. Was sind exotherme Reaktionen?
      - Definition, Eigenschaften, Beispiele
3. Was ist der Unterschied zwischen endothermen und exothermen Reaktionen?
      - Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: Verbrennung, Endothermie, Enthalpie, Exothermie, Wärme, innere Energie

Was sind endotherme Reaktionen?

Endotherme Reaktionen sind chemische Reaktionen, die Wärmeenergie aus der Umgebung absorbieren. Dies bedeutet, dass zur Einleitung und zum Fortschreiten einer endothermen Reaktion Energie von außen zugeführt werden muss. Infolgedessen nimmt die Temperatur des Systems ab.

Da das System Energie von außen absorbiert, nimmt die Enthalpieänderung der Reaktion einen positiven Wert an. Enthalpie ist die Summe der inneren Energie eines Systems und der Energie, die erforderlich ist, um Volumen und Druck dieses Systems in dieser Umgebung aufrechtzuerhalten. Zu Beginn entspricht die Enthalpie des Systems der Summe der Enthalpien der Reaktanten. Am Ende der endothermen Reaktion ist die Enthalpie oder die Energie der Produkte aufgrund der Energieabsorption höher. Dies kann wie folgt erklärt werden.

A + B → C + D

ΔH = H_C  +  H_D - H_EIN  +  H_B

ΔH = (H_Produkte) - (H_Reaktanten) = Ein positiver Wert

Woher,

ΔH ist die Enthalpieänderung, die nach der Reaktion auftritt,
HC und HD sind die Enthalpien der Produkte C bzw. D
HA und HB sind die Enthalpien der Reaktanten A bzw. B.

Abbildung 1: Enthalpien von Reaktanten und Produkten einer endothermen Reaktion

Die endotherme Reaktion kann leicht durch Berühren des Becherglases oder des Reagenzglases, wo die Reaktion stattfindet, erkannt werden. Der Becher fühlt sich kälter an als zuvor. Dies liegt daran, dass es Energie von außen absorbiert.

Beispiele für endotherme Reaktionen

• Lösen von festem Ammoniumchlorid in Wasser:

                     NH₄Cl_(s)   +   H₂O_(l)    +   Wärme → NH₄Cl_(aq) 

• Mischen von Wasser mit Kaliumchlorid:

                      KCl_(s)     +   H₂O_(l)   +   Wärme → KCl_(aq)

• Reaktion von Ethansäure mit Natriumcarbonat:

                     CH₃COOH_(aq)     +    N / a₂CO_{3 (s)}     +    Wärme → CH₃GURREN^-N / a⁺_(aq)     +    H⁺_(aq)    +    CO₃^2-_(aq)

Beachten Sie, dass die "Wärme" auf der rechten Seite der Reaktionsgleichung enthalten ist. Hiermit wird die Wärmeaufnahme des Systems angezeigt.

Was sind exotherme Reaktionen?

Exotherme Reaktionen sind chemische Reaktionen, die Wärmeenergie an die Umgebung abgeben. Dies bedeutet, dass die Energie bei fortschreitender chemischer Reaktion nach außen abgegeben wird. Da die innere Energie aus dem System freigesetzt wird, ist die Enthalpie der Produkte niedriger als die Enthalpie der Reaktanten. Dies kann wie folgt erklärt werden.

P + Q → R + S

ΔH = H_R  +  H_S - H_P  +  H_Q

ΔH = (H_Produkte) - (H_Reaktanten) = Ein negativer Wert

Die Änderung der Enthalpie ist jetzt ein negativer Wert, da die innere Energie der Reaktanten aufgrund der Freisetzung von Energie geringer ist. Die Temperatur des Systems wird mit fortschreitender exothermer Reaktion ansteigen. Man kann daher raten, ob eine bestimmte chemische Reaktion endotherm oder exotherm ist, indem man einfach die Wand des Behälters berührt, an der die Reaktion stattfindet. Bei einer exothermen Reaktion wird der Behälter wärmer.

Abbildung 2: Enthalpien von Reaktanten und Produkten einer exothermen Reaktion

Beispiele für exotherme Reaktionen

• Verbrennung von Wasserstoffgas:

                     2H_{2 (g)}     +      O_{2 (g)}       → 2H₂O_(l)     +   Hitze

• Verbrennung von Ethanol (vollständige Verbrennung):

                      CH₃CH₂OH_(l)     +      3O_{2 (g)}       → 2CO_{2 (g)}     +      3H₂O_(l)

Unterschied zwischen endothermen und exothermen Reaktionen

Definition

Endotherme Reaktionen: Endotherme Reaktionen sind chemische Reaktionen, die Wärmeenergie aus der Umgebung absorbieren.

Exotherme Reaktionen: Exotherme Reaktionen sind chemische Reaktionen, die Wärmeenergie an die Umgebung abgeben.

Temperatur

Endotherme Reaktionen: Die Temperatur nimmt mit fortschreitender endothermer Reaktion ab.

Exotherme Reaktionen: Die Temperatur steigt mit fortschreitender exothermer Reaktion.

Enthalpie

Endotherme Reaktionen: Die Enthalpie von Reaktanten ist niedriger als die von Produkten bei endothermen Reaktionen.

Exotherme Reaktionen: Die Enthalpie von Reaktanten ist höher als die von Produkten in exothermen Reaktionen.

Enthalpie-Änderung

Endotherme Reaktionen: Die Änderung der Enthalpie (ΔH) ist ein positiver Wert für endotherme Reaktionen.

Exotherme Reaktionen: Die Änderung der Enthalpie (ΔH) ist ein negativer Wert für exotherme Reaktionen.

Energie

Endotherme Reaktionen: Das System sollte in endothermen Reaktionen mit Energie versorgt werden.

Exotherme Reaktionen: Bei endothermen Reaktionen wird Energie aus dem System freigesetzt.

Fazit

Chemische Reaktionen werden als endotherme und exotherme Reaktionen entsprechend der Energieübertragung zwischen dem System und der Umgebung klassifiziert. Der Hauptunterschied zwischen endothermen und exothermen Reaktionen besteht darin, dass endotherme Reaktionen Energie aus der Umgebung absorbieren, während exotherme Reaktionen Energie an die Umgebung abgeben. Jede chemische Reaktion kann in diese zwei Kategorien eingeteilt werden, indem die Enthalpieänderung in der Reaktion berechnet wird.

Verweise:

1. "Endotherme Reaktionen". Endotherme Reaktionen, Beispiele für endotherme Reaktionen | [email protected] N.p., n.d. Netz. Hier verfügbar. 21. Juli 2017. 
2. "Exothermie vs. Endothermie und K." Chemistry LibreTexts. Libretexts, 08. März 2017. Web. Hier verfügbar. 21. Juli 2017. 

Bildhöflichkeit:

1. "Endothermische Reaktion" Von Brazosport College - Eigene Arbeit (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia
2. "Exothermische Reaktion" Von Brazosport College - Eigene Arbeit (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia