Energiediagramm - Tipps

Aufbau eines Energiediagramms

Ein Energiediagramm besteht im Wesentlichen aus einer x- und einer y-Achse sowie aus einem Graphen. Die y-Achse zeigt die Energielage des jeweiligen Stoffes an und die x-Achse bezieht sich auf die Reaktionszeit. Insofern ist es möglich, anhand eines Energiediagramms zu erkennen, wie sich die Energielage durch eine Reaktion verändert und wie lange diese Reaktion dauert.

• Beachten Sie, dass bei Energiediagrammen (zumindest in der Schule) weder bei der Energie- noch bei der Zeitachse konkrete Werte angegeben werden. Dies hängt damit zusammen, dass man nie direkt messen kann, wie viel Energie ein bestimmter Stoff hat und dass die Reaktionszeiten bei verschiedenen Stoffen extrem unterschiedlich sein können. 
• Insofern geht es hier nur um Energiedifferenzen bzw. darum, in welchem Maße sich der Energiegehalt bei einer Reaktion verändert. Energiereiche Stoffe werden dabei weiter oben und energieärmere Stoffe weiter unten eingetragen. Je länge die Reaktion dauert, desto weiter zieht sich der Graph auf der x-Achse nach rechts.
• Damit eine Reaktion in Gang gesetzt werden kann, ist es meist notwendig, dem jeweiligen Ausgangsstoff zunächst Energie (zum Beispiel in Form von Wärme) zuzuführen. Diese Energie wird "Aktivierungsenergie" genannt und im Diagramm durch den aufsteigenden und mit ΔE_A gekennzeichneten Abschnitt des Graphens dargestellt.

So unterscheiden sich exotherme und endotherme Reaktionen

• Nach der Aktivierung der Reaktion wird Energie freigesetzt. Da die Energielage des Stoffes entsprechend weniger wird, fällt der Graph im folgenden Verlauf so lange, bis die Reaktion abgeschlossen ist und sich der Ausgangsstoff in das Endprodukt verwandelt hat.
• Die Differenz (also der "Abstand") zwischen der Lage des höchsten Punktes des Graphen und der Lage des Endproduktes zeigt an, wie viel Energie insgesamt bei der Reaktion frei geworden ist. Die Gesamtenergie wird durch das Kürzel ΔE_G angegeben.
• Die Differenz zwischen der Lage des Ausgangsstoffes und der des Endproduktes zeigt dagegen die sogenannte Reaktionsenergie an, welche sich im Energiediagramm an dem mit ΔE gekennzeichneten Abschnitt des Graphen ablesen lässt.

Je nach untersuchtem Stoff kann die Gesamtenergie höher oder niedriger sein als die Aktivierungsenergie. Reaktionen, bei denen mehr Energie freigesetzt als aufgewendet wurde, werden als exotherm bezeichnet, während solche, bei denen es andersrum ist, endotherm genannt werden.