Spontane und unspontane Reaktionen: Unterschied zwischen den Versionen

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Als '''spontane Reaktion''' bezeichnet man Reaktionen, die in einem [[Das abgeschlossene System|abgeschlossenen System]] bei gegebenen Umständen ([[Die Entropie ΔS]], [[Die Reaktionsenthalpie ΔH]], [[Temperatur]], Anzahl Teilchen) '''von selbst ablaufen'''. In diesem Fall ist [[Die freie Enthalpie ΔG]] '''<0'''. Reaktionen sind spontaner, also schneller, wenn [[Die freie Enthalpie ΔG|ΔG]] <0 einen grösseren Wert hat.
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Es kann zwischen '''drei Arten von Reaktionsabläufen'''
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unterschieden werden, dabei muss in jedem Fall beachtet werden, dass die '''Zeit''' '''keinen Einfluss auf die Spontaneität''' hat.
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* Spontane Reaktionen, rasch ablaufend
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- Verbrennen von weissem Phosphor: Unter Standardbedingungen (Raumtemperatur, 1013 hPa Druck) läuft diese Reaktion spontan und sehr schnell ab, sobald weisser Phosphor in Berührung mit dem Luftbestandteil Sauerstoff kommt. Das ist der Grund, wieso weisser Phosphor im Chemielabor unter Wasser aufbewahrt werden muss.
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- Lösen einer Vielzahl von Salzen in Wasser
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Diese Reaktionen laufen selbständig und vollständig ab, alle Produkte reagieren miteinander zu Edukten.
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* Spontane Reaktionen, langsam ablaufend
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- Oxidieren von Papier: Bei Raumtemperatur vergilbt Papier, es reagiert mit dem Luftbestandteil Sauerstoff. Diese Reaktion kann durch das Aufbringen einer Aktivierungsenergie (in diesem Fall: heisse Flamme) extrem beschleunigt werden.
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Merke: Die Geschwindigkeit, mit der eine Reaktion abläuft, kann durch das Ändern der Reaktionsbedingungen beeinflusst werden.
 
   
 
   
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* Unspontane Reaktionen
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Dies sind Reaktionen, die ohne äusseren Zwang nicht ablaufen.
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- Bildung von Erdöl: Wäre die Bildung von Erdöl eine spontane Reaktion, wären wohl all unsere Energieprobleme gelöst. Will man Erdöl synthetisieren, muss Energie beispielsweise in Form von Druck oder einer gewissen Temperatur in die Reaktion eingebracht werden.
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==Spontan oder unspontan?==
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Um festzustellen, ob eine Reaktion spontan ist oder nicht, muss das Mass für die Spontaneität, die '''freie Enthalpie ΔG''' betrachtet werden.
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Es gilt: Δ'''G = ΔH - ΔS * T''', T=absolute Temperatur in K bzw. für Standardbedingungen: ''ΔG° = ΔH° - ΔS° * 298''
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Schritt 1: Abschätzen der Reaktionsenthalpie
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Schritt 2: Abschätzen der Entropie ΔS, allfällige Eruierung der Temperatur
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Schritt 3: Einsetzen der errechneten Werte in die Gleichung
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Ist ΔG°<0, verläuft die Reaktion spontan.
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Ist ΔG°>0, verläuft die Reaktion unspontan.
  
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==Unspontane Reaktion==
 
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'''Unspontan''' bedeutet, dass die Reaktion bei gegebenen Umständen ([[Die Entropie ΔS]], [[Die Reaktionsenthalpie ΔH]], [[Temperatur]], Anzahl Teilchen) in einem  [[Das abgeschlossene System|abgeschlossenen System]] '''nicht stattfindet'''. Somit ist [[Die freie Enthalpie ΔG]] '''>0'''.
 
  
 
==Beispielaufgaben==
 
==Beispielaufgaben==
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== Quellen ==
 
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* Chemieunterlagen
 
* Chemieunterlagen
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* Unterrichtsstoff Herr Deuber
  
 
== Weblinks ==
 
== Weblinks ==

Version vom 21. Juni 2010, 09:32 Uhr

Definition:Läuft eine Reaktion bei Standardbedingungen (Raumtemperatur, normaler Luftdruck) freiwillig ab, spricht man von einer spontanen Reaktion, alleiniges Mass für die Spontaneität ist die freie Enthalpie ΔG.

Grundlegendes

Es kann zwischen drei Arten von Reaktionsabläufen 

unterschieden werden, dabei muss in jedem Fall beachtet werden, dass die Zeit keinen Einfluss auf die Spontaneität hat.
  • Spontane Reaktionen, rasch ablaufend

Beispiele: - Verbrennen von weissem Phosphor: Unter Standardbedingungen (Raumtemperatur, 1013 hPa Druck) läuft diese Reaktion spontan und sehr schnell ab, sobald weisser Phosphor in Berührung mit dem Luftbestandteil Sauerstoff kommt. Das ist der Grund, wieso weisser Phosphor im Chemielabor unter Wasser aufbewahrt werden muss. - Lösen einer Vielzahl von Salzen in Wasser Diese Reaktionen laufen selbständig und vollständig ab, alle Produkte reagieren miteinander zu Edukten.

  • Spontane Reaktionen, langsam ablaufend

Beispiel: - Oxidieren von Papier: Bei Raumtemperatur vergilbt Papier, es reagiert mit dem Luftbestandteil Sauerstoff. Diese Reaktion kann durch das Aufbringen einer Aktivierungsenergie (in diesem Fall: heisse Flamme) extrem beschleunigt werden. Merke: Die Geschwindigkeit, mit der eine Reaktion abläuft, kann durch das Ändern der Reaktionsbedingungen beeinflusst werden.

  • Unspontane Reaktionen

Dies sind Reaktionen, die ohne äusseren Zwang nicht ablaufen. Beispiel: - Bildung von Erdöl: Wäre die Bildung von Erdöl eine spontane Reaktion, wären wohl all unsere Energieprobleme gelöst. Will man Erdöl synthetisieren, muss Energie beispielsweise in Form von Druck oder einer gewissen Temperatur in die Reaktion eingebracht werden.


Spontan oder unspontan?

Um festzustellen, ob eine Reaktion spontan ist oder nicht, muss das Mass für die Spontaneität, die freie Enthalpie ΔG betrachtet werden. Es gilt: ΔG = ΔH - ΔS * T, T=absolute Temperatur in K bzw. für Standardbedingungen: ΔG° = ΔH° - ΔS° * 298


Schritt 1: Abschätzen der Reaktionsenthalpie Schritt 2: Abschätzen der Entropie ΔS, allfällige Eruierung der Temperatur Schritt 3: Einsetzen der errechneten Werte in die Gleichung

Ist ΔG°<0, verläuft die Reaktion spontan. Ist ΔG°>0, verläuft die Reaktion unspontan.


Beispielaufgaben

Hier: Vier Typen chemischer Reaktionen

Quellen

  • Chemieunterlagen
  • Unterrichtsstoff Herr Deuber

Weblinks

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