Das Prinzip des Energieminimums

Definition: Die Tendenz zum Erreichen des energieärmsten Zustandes

Grundsätzliches

Beobachtung: Alle exothermen Reaktionen laufen unter Energieabgabe (in Form von Wärme, Licht) freiwillig (spontan) ab. Aufgrund dieser Beobachtung kommt man zu der Annahme, dass alle Stoffe nach ihrem energieärmsten Zustand streben, also mit anderen Stoffen unter Energieabgabe reagieren wollen. Grundsätzlich ist diese Annahme richtig. Doch: Es gibt auch [[Die Reaktionsenthalpie ΔH|endotherme] Reaktionen, die freiwillig geschehen. Beispiele dafür sind das Lösen von Salzen in Wasser oder auch das Verdunsten von Wasser. Würde es nur exotherme Reaktionen geben, würden die Gesamtheit an Stoffen unter Abgabe von ihrer jeweiligen Kondensations- bzw. Erstarrungswärme zu Festkörpern werden. Es gäbe kein Gas, keine Flüssigkeiten. Da dies logischerweise ein Trugschluss ist, muss noch eine zweite Kraft existieren, die das Gegenteil bewirkt: Die Entropie ΔS

Überlegung

Das Prinzip des Energieminimums und das Prinzip des Entropiemaximums hängt direkt zusammen. Folgende Überlegung: Durch das Prinzip des Energieminimums erklärt, reagieren in einem abgeschlossenen System (kein Stoff- und Energieaustausch mit der Umwelt) immer Stoffe zu energiearmen Verbindungen unter Abgabe von Energie (in Form von Licht und Wärme). Diese Energie bleibt in einem abgeschlossenen System und erwärmt dieses. So ermöglichen die exothermen Reaktionen durch den Temperaturanstieg endotherme, spontane Reaktionen durch die Verstärkung des Entropiefaktors ΔS.

Quellen

• Chemieunterlagen
• Chemiebuch "Elemente"

Weblinks

• Swisseduc – Unterrichtsserver für Chemie