Endotherme und exotherme Reaktionen: Beispiele im Alltag

Die endotherme Reaktion

Der Begriff “endotherm” stammt aus dem Griechischen und bedeutet “Wärme aufnehmend” (endos: “innen, darin, innerhalb” und therme: “Wärme”).

Eine endotherme Reaktion ist demnach eine chemische Reaktion, bei der der Umgebung Energie in Form von Wärme entzogen wird. Das Reaktionsgefäß fühlt sich kalt an. Thermodynamisch gesprochen ist bei einer endothermen Reaktion die Reaktionsenthalpie Delta–H positiv.

Bei einer endothermen Reaktion muss zunächst eine gewisse Aktivierungsenergie aufgebracht werden, damit sie startet. Von dieser Energie wird ein Teil wieder frei. Da das Produkt aber energetisch höher liegt als das Edukt, muss ständig Energie in Form von Wärme zugeführt werden. Dies ist der Grund für das Abkühlen des Reaktionsgefäßes.

Beispiele für diese Reaktionen im Alltag

Beispiele für endotherme Reaktionen, die Sie aus dem Alltag kennen, gibt es zahlreich.

• Kochsalz in Wasser lösen. Die Überwindung der Gitterenergie von NaCl kostet mehr Energie, als bei der Hydration wieder frei wird. Aus diesem Grund können Sie Eiswasser, das sie zum Kühlen einer anderen Reaktion nutzen, mit NaCl versetzen, um den kühlenden Effekt noch zu verstärken.
• Wasserkocher. Hier können Sie die Fällung von CaCO3 beobachten. Durch die Wärmezufuhr wird die Abscheidung von CaCO3 begünstigt: Kalk.
• Taschenwärmer. Die Reaktion, die Sie durch das Knicken des Metallplättchens auslösen, ist stark endotherm. Sie kann rückgängig gemacht werden, indem der Taschenwärmer erhitzt wird.
• Brausepulver. Wenn Brausepulver in Wasser aufgelöst wird, ist das eine endotherme Reaktion. Zitronensäure und Natriumhydrogencarbonat beziehen die nötige Energie aus dem Wasser, das sich daraufhin abkühlt.

Was sind exotherme Reaktionen?

Bei exothermen Reaktionen wird Energie als Wärme frei. Nach Überwindung der Aktivierungsenergie der Reaktion wird mehr Energie frei, als zugeführt wurde, was zu einer Erhitzung des Reaktionsgefäßes führt. Grund hierfür ist, dass das Produkt auf einem niedrigeren Energieniveau liegt, als das Edukt.

So erkennen Sie exotherme Reaktionen im Alltag

Bei exothermen Reaktionen wird immer Wärme frei.

• Verbrennungen. Wenn Sie Feuer sehen, können Sie sicher sein, dass eine exotherme Reaktion vorliegt. Dabei ist es egal, ob Gas, Benzin, Spiritus, Holz, Kohle oder andere Dinge verbrannt werden.
• Gärung. Eine nicht ganz so auffällige Reaktion, die exotherm abläuft, ist die Gärung (zum Beispiel von Säften).
• Abbinden von Mörtel. Auch hier können Sie es an der Wärmeentwicklung erkennen.
• Mischungen. Wenn Sie puren Alkohol, wie Spiritus, in Wasser geben, so erwärmt sich die Mischung. Den gleichen Effekt erhalten Sie, wenn Sie beispielsweise Rohrreiniger in Wasser geben.
• Knicklichter. Durch den Knick wird eine Reaktion ausgelöst, die wir in Form von Licht deutlich erkennen können.
• Feuerwerkskörper. Hier wird die Reaktion sehr gut sichtbar, denn sie findet in explosiver Form statt.

Was Sie bei exothermen Reaktionen beachten sollten

Da bei exothermen Reaktionen Wärme freigesetzt wird, können sich durch die Reaktion Gegenstände sehr stark erhitzen. Achten Sie also darauf, die Temperatur vor einer Berührung vorsichtig zu testen oder eine direkte Berührung zu vermeiden, damit Sie sich nicht verbrennen.

Auch brennbare und leicht entzündliche Dinge sollten Sie im Alltag nicht direkt mit einer laufenden exothermen Reaktion in Kontakt bringen.

Bei bestimmten Verbrennungen wird Licht freigesetzt, das die Augen schädigen kann. Vermeiden Sie also den direkten Blick in die Lichtquelle.

Wenn Chemikalien eingesetzt werden, sollten Sie unbedingt die entsprechenden Sicherheitsmaßnahmen, die auf der Verpackung vermerkt sind, einhalten.

Anhand dieser Tipps und Beschreibungen können Sie auch eigene Beispiele für beide Reaktionsarten erarbeiten. Die endotherme Reaktion kann nur durch ständige Wärmezufuhr ablaufen. Die Rückreaktion einer exothermen Reaktion ist immer endotherm und umgekehrt.