Endothermer Prozess - Endothermic process

Ein endothermer Prozess ist jeder Prozess mit einer Zunahme der Enthalpie H (oder der inneren Energie U ) des Systems. Bei einem solchen Prozess nimmt ein geschlossenes System in der Regel Wärmeenergie aus seiner Umgebung auf, die als Wärmeübertragung in das System dient. Dabei kann es sich um einen chemischen Prozess wie das Auflösen von Ammoniumnitrat in Wasser oder um einen physikalischen Prozess wie das Schmelzen von Eiswürfeln handeln.

Der Begriff wurde von Marzellin Berthelot aus den griechischen Wurzeln endo- , abgeleitet von dem Wort "endon" (ἔνδον) für "innerhalb" und der Wurzel "therm" (θερμ-), was "heiß" oder "warm" bedeutet, geprägt dass ein Prozess auf die Aufnahme von Wärme angewiesen ist, wenn er ablaufen soll. Das Gegenteil eines endothermen Prozesses ist ein exothermer Prozess , einer, der Energie freisetzt oder "abgibt", normalerweise in Form von Wärme und manchmal als elektrische Energie. Somit bezieht sich in jedem Begriff (endotherm und exotherm) das Präfix darauf, wohin Wärme (oder elektrische Energie) während des Prozesses fließt.

In Chemie

Aufgrund von Bindungsbrüchen und -bildungen bei verschiedenen Prozessen (Zustandsänderungen, chemische Reaktionen) kommt es in der Regel zu einer Energieänderung. Wenn die Energie der sich bildenden Bindungen größer ist als die Energie des Aufbrechens von Bindungen, wird Energie freigesetzt. Dies wird als exotherme Reaktion bezeichnet. Wird jedoch mehr Energie zum Aufbrechen der Bindungen benötigt als freigesetzt wird, wird Energie aufgenommen. Daher handelt es sich um eine endotherme Reaktion .

Einzelheiten

Ob ein Prozess spontan ablaufen kann, hängt neben der Enthalpieänderung auch von der Entropieänderung (∆ S ) und der absoluten Temperatur T ab . Wenn ein Prozess bei einer bestimmten Temperatur ein spontaner Prozess ist, haben die Produkte eine niedrigere Gibbs-Energie G = HTS als die Reaktanten (ein exergonischer Prozess ), selbst wenn die Enthalpie der Produkte höher ist. Somit erfordert ein endothermer Prozess normalerweise eine günstige Entropiezunahme (∆ S > 0) im System, die die ungünstige Zunahme der Enthalpie überwindet, sodass immer noch ∆ G < 0 ist. Während die endotherme Phase in ungeordnetere Zustände höherer Entropie übergeht , z. B. Schmelzen und Verdampfung, sind häufig, spontane chemische Prozesse bei moderaten Temperaturen sind selten endotherm. Die Enthalpiezunahme ∆ H >> 0 in einem hypothetischen stark endothermen Prozess führt normalerweise zu ∆ G = ∆ H - TS > 0, was bedeutet, dass der Prozess nicht stattfindet (es sei denn, er wird durch elektrische oder Photonenenergie angetrieben). Ein Beispiel für einen endothermen und exergonischen Prozess ist

C 6 H 12 O 6 + 6 H 2 O → 12 H 2 + 6 CO 2 , r = +627 kJ/mol, ∆ r = -31 kJ/mol

Beispiele

Verweise

Externe Links