4 Fragen zu Exergon

Um die Entropieänderung und die Gibbs-Energie einer Reaktion zu beurteilen, sind einige Informationen über die Reaktion selbst erforderlich, wie z.B. die Art der Reaktanten und Produkte sowie die Bedingungen (Temperatur, Druck). a) Die Entropie (S) nimmt zu, wenn die Anzahl der möglichen Mikrozustände eines Systems steigt, z.B. bei der Bildung von mehr Molekülen aus weniger oder bei der Bildung von gasförmigen Produkten aus festen oder flüssigen Reaktanten. Umgekehrt nimmt die Entropie ab, wenn die Anzahl der Mikrozustände sinkt. b) Eine Reaktion ist exergon, wenn sie spontan verläuft und die Gibbs-Energie (ΔG) negativ ist. Sie ist endergon, wenn ΔG positiv ist und die Reaktion nicht spontan verläuft. Für eine präzise Beurteilung sind spezifische Details zur Reaktion notwendig.

Um die Fragen zu beantworten, betrachten wir die Reaktion: \[ 2C_4H_{10} (g) + 13O_2 (g) \rightarrow 8CO_2 (g) + 10H_2O(g) \] a) **Entropie-Zunahme oder -Abnahme:** Die Entropie (S) ist ein Maß für die Unordnung eines Systems. In dieser Reaktion haben wir 2 Moleküle Butan (C4H10) und 13 Moleküle Sauerstoff (O2) auf der Reaktantenseite, was insgesamt 15 Moleküle Gas ergibt. Auf der Produktseite entstehen 8 Moleküle Kohlendioxid (CO2) und 10 Moleküle Wasser (H2O), was insgesamt 18 Moleküle Gas ergibt. Da die Anzahl der Gasmoleküle von 15 auf 18 steigt, führt dies zu einer Zunahme der Unordnung. Daher verläuft die Reaktion unter Entropie-Zunahme. b) **Exergon oder endergon:** Eine Reaktion ist exergon, wenn sie Energie freisetzt, und endergon, wenn sie Energie benötigt. Die gegebene Reaktion ist eine Verbrennungsreaktion, die typischerweise exotherm ist, da sie Wärme und Energie in Form von Wärme abgibt. Daher verläuft diese Reaktion exergon. Zusammenfassend: a) Entropie-Zunahme, b) exergon.

Exergone und endergone Reaktionen sind Begriffe aus der Thermodynamik, die die Energieänderungen während chemischer Reaktionen beschreiben. 1. **Exergone Reaktion**: - Eine exergone Reaktion ist eine chemische Reaktion, bei der freie Energie freigesetzt wird. - Diese Reaktionen verlaufen spontan, da sie energetisch günstig sind. - Das Gibbs'sche freie Energieänderung (ΔG) ist negativ (ΔG < 0). - Ein Beispiel für eine exergone Reaktion ist die Zellatmung, bei der Glukose abgebaut wird, um Energie in Form von ATP zu erzeugen. 2. **Endergone Reaktion**: - Eine endergone Reaktion ist eine chemische Reaktion, die freie Energie benötigt, um abzulaufen. - Diese Reaktionen sind nicht spontan und erfordern eine Energiezufuhr von außen. - Das Gibbs'sche freie Energieänderung (ΔG) ist positiv (ΔG > 0). - Ein Beispiel für eine endergone Reaktion ist die Photosynthese, bei der Pflanzen Lichtenergie nutzen, um Glukose zu synthetisieren. Diese Konzepte sind zentral für das Verständnis von Energieflüssen in biologischen und chemischen Systemen.

Eine exergone Reaktion ist ein chemischer Prozess, der mit einer Abnahme der freien Energie einhergeht und somit spontan abläuft, während eine endergone Reaktion eine Zunahme der freien Energie erfordert und daher nicht spontan ist.