Endotherm und exotherm - eine Erklärung aus der Chemie

Chemische Reaktionen - das sollten Sie wissen

• Bei einer chemischen Reaktion werden Stoffe umgesetzt.
• Dabei entstehen aus einer Anzahl von Ausgangsstoffen ("Edukte" genannt) die Endstoffe, "Produkte" genannt.
• Meist wird die chemische Reaktion in einer Reaktionsgleichung oder einem Reaktionsschema dargestellt. Auf der linken Seite stehen die Edukte, auf der rechten Seite die Produkte. Der Reaktionspfeil dazwischen zeigt die Richtung der Reaktion an.
• Wichtig: Da bei einer chemischen Reaktion kein Atom verloren geht, muss die Anzahl der Atome auf beiden Seiten übereinstimmen.

Endotherm versus exotherm - eine chemische Erklärung

• Schon aus dem Alltag ist bekannt, dass manche chemische Reaktionen nach einer "Initialzündung" quasi von allein ablaufen, bei anderen muss man ständig "etwas nachhelfen", beispielsweise in Form von Wärme oder Licht.


Anhand der Reaktionsgleichung herausfinden, ob endotherm oder exotherm - Erklärung

Was tun, wenn der Chemielehrer die Frage stellt, ob bzw. wie Sie mithilfe der Reaktionsgleichung …

• Genauer formuliert gibt es chemische Reaktionen, die Energie freisetzen und solche, die nur unter ständigem Energieaufwand ablaufen.
• Diese beiden Grundtypen chemischer Reaktionen sind für die Erklärung hilfreich.
• Dementsprechend wird eine chemische Reaktion als "endotherm" bezeichnet, wenn ein merklicher Stoffumsatz nur dann stattfindet, wenn man der Reaktion fortlaufend (!) Energie zuführt. Die Produkte entstehen nur durch Energiezufuhr, das heißt, die Produkte sind in diesem Fall energiereicher als die Edukte.
• Eine chemische Reaktion, die (oft beachtliche) Mengen an Energie freisetzt, wird dagegen als "exotherm" bezeichnet. Vielfach ist es hier zwar nötig, die Reaktion durch eine einmalige Energiegabe in Gang zu setzen, die bei der Reaktion freigesetzte Energie übersteigt diese Aktivierungsenergie jedoch um ein Vielfaches. Die Energiebilanz der chemischen Reaktion ist in diesem Fall ein Energiegewinn. Dementsprechend sind die Produkte energieärmer als die Edukte, sprich: In ihnen ist weniger Energie "stofflich" gebunden. 

Zwei Beispiele für chemische Reaktionen

Die doch eher theoretischen Erklärungen sollen anhand von zwei bekannten Beispielen erläutert werden:

• Bei der Knallgasreaktion werden Sauerstoff und Wasserstoff (in passenden Mengenverhältnissen) in einem Behälter zusammen und mithilfe eines Funkens zur (überaus heftigen) Reaktion gebracht. Dabei entsteht Wasser. Diese Reaktion ist exotherm, da die bei der Reaktion freigesetzte Energie weitaus größer ist als die Aktivierungsenergie des Funkens.
• Setzt man Wasser bei der Elektrolyse der andauernden Wirkung von Gleichstrom aus, so scheiden sich an den Elektroden jeweils Wasserstoff und Sauerstoff ab. Diese Reaktion ist endotherm, benötigt also zu ihrer Aufrechterhaltung ständige Energiezufuhr in Form von Strom. Bricht man nämlich die Stromzufuhr ab, kommt die Reaktion unmittelbar zum Stillstand.

Die beiden Beispiele zeigen: Ist eine chemische Reaktion (Knallgas) exotherm, dann ist die Umkehrreaktion (Elektrolyse von Wasser) endotherm.