Energiediagramme und chemische Reaktionen

Dieses Arbeitsblatt erklärt Energiediagramme für chemische Reaktionen anhand von zwei konkreten Beispielen. Es werden eine endotherme und eine exotherme Reaktion vorgestellt und ihre Energieverläufe in Diagrammen dargestellt.

Endotherme Reaktion: Silbersulfid zu Silber und Schwefel

Die erste Reaktion beschreibt die Umwandlung von Silbersulfid (Ag2S) zu Silber (Ag) und Schwefel (S).

Definition: Eine endotherme Reaktion ist eine chemische Reaktion, bei der Energie aus der Umgebung aufgenommen wird.

Das Energiediagramm für diese Reaktion zeigt einen ansteigenden Kurvenverlauf. Dies bedeutet, dass der Energiegehalt der Produkte höher ist als der der Edukte.

Highlight: Bei dieser Reaktion muss Energie zugeführt werden, damit sie ablaufen kann.

Der Reaktionsverlauf wird wie folgt beschrieben:

1. Zunächst steigt die Kurve an, was die Zufuhr von Energie darstellt.
2. Die Stoffe erreichen einen reaktionsbereiten Zustand.
3. Die Reaktion läuft ab und Energie wird frei.
4. Das Produkt liegt energetisch höher als die Ausgangsstoffe.

Vocabulary: Edukte sind die Ausgangsstoffe einer chemischen Reaktion, während Produkte die entstehenden Stoffe sind.

Exotherme Reaktion: Eisen und Schwefel zu Eisensulfid

Die zweite Reaktion zeigt die Bildung von Eisensulfid aus Eisen (Fe) und Schwefel (S8).

Definition: Eine exotherme Reaktion ist eine chemische Reaktion, bei der Energie an die Umgebung abgegeben wird.

Das Energiediagramm für diese Reaktion zeigt einen abfallenden Kurvenverlauf nach einem anfänglichen Anstieg.

Example: Ein Beispiel für eine exotherme Reaktion im Alltag ist das Verbrennen von Holz, bei dem Wärme freigesetzt wird.

Der Reaktionsverlauf wird folgendermaßen dargestellt:

1. Die Ausgangsstoffe Eisen und Schwefel werden erhitzt (Aktivierungsenergie).
2. Die Stoffe erreichen einen reaktionsbereiten Zustand (höchster Punkt der Kurve).
3. Die Reaktion läuft ab und Energie wird frei (Kurve fällt ab).
4. Das Produkt Eisensulfid hat einen niedrigeren Energiegehalt als die Ausgangsstoffe.

Highlight: Bei dieser Reaktion wird beobachtet, dass das Gemisch "vor Energie glüht", was die Freisetzung von Energie verdeutlicht.

Das Arbeitsblatt bietet eine klare visuelle Darstellung der Energieumsätze bei chemischen Reaktionen und hilft, die Konzepte von endothermen und exothermen Reaktionen zu verstehen.