3 Fragen zu Wärmezufuhr

Chemische Reaktionen, die durch Wärmezufuhr ausgelöst werden, nennt man endotherme Reaktionen. Hier sind einige Beispiele: 1. **Thermolyse**: Zersetzung von Verbindungen durch Hitze, wie die Zersetzung von Kalziumkarbonat (CaCO₃) zu Kalziumoxid (CaO) und Kohlendioxid (CO₂). \[ \text{CaCO}_3 \rightarrow \text{CaO} + \text{CO}_2 \] 2. **Fotosynthese**: Pflanzen nutzen Sonnenenergie, um Kohlendioxid und Wasser in Glukose und Sauerstoff umzuwandeln. \[ 6 \text{CO}_2 + 6 \text{H}_2\text{O} + \text{Lichtenergie} \rightarrow \text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 + 6 \text{O}_2 \] 3. **Elektrolyse von Wasser**: Wasser wird durch elektrischen Strom in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt, wobei Energie in Form von Elektrizität zugeführt wird. \[ 2 \text{H}_2\text{O} \rightarrow 2 \text{H}_2 + \text{O}_2 \] 4. **Ammoniak-Synthese (Haber-Bosch-Verfahren)**: Stickstoff und Wasserstoff reagieren unter hohem Druck und hoher Temperatur zu Ammoniak. \[ \text{N}_2 + 3 \text{H}_2 \rightarrow 2 \text{NH}_3 \] Diese Reaktionen benötigen eine externe Energiequelle, um abzulaufen, und sind daher endotherm.

Bei der Gefriertrocknung, auch Lyophilisation genannt, wird ein Produkt zunächst eingefroren und dann unter Vakuum getrocknet. Die Wärmezufuhr ist notwendig, um das gefrorene Wasser im Produkt zu sublimieren, also direkt vom festen in den gasförmigen Zustand zu überführen, ohne dass es flüssig wird. Während des Sublimationsprozesses wird Wärme zugeführt, um die Energie bereitzustellen, die für die Sublimation des Eises erforderlich ist. Diese Wärme sorgt dafür, dass das Eis im Produkt in Wasserdampf umgewandelt wird, der dann durch das Vakuum entfernt wird. Obwohl Wärme zugeführt wird, bleibt das Produkt selbst während des Prozesses kalt, da die zugeführte Wärmeenergie direkt für die Sublimation des Eises verwendet wird und nicht zur Erwärmung des Produkts. Das Produkt bleibt also in der Regel bei niedrigen Temperaturen, bis der gesamte Trocknungsprozess abgeschlossen ist.

Der Fachbegriff für die notwendige Wärmezufuhr, um eine chemische Reaktion zu starten, ist "Aktivierungsenergie".