Aktivierungsenergie

Die Aktivierungsenergie (kurz EA) ist die Mindestenergie, die du zuführen musst, damit eine chemische Reaktion ablaufen kann.


Erklärung

Die Aktivierungsenergie ist eine energetische Barriere. Damit es zu einer chemischen Reaktion kommt, muss diese Barriere überwunden werden. Das geht, indem du die nötige Energie (also die Aktivierungsenergie) von außen zuführst.

Auch wenn bei einer Reaktion insgesamt Energie frei wird, muss oft zuerst diese Barriere überwunden werden.

Das liegt daran, dass bei einer Reaktion alte Bindungen aufgebrochen und neue Bindungen geknüpft werden. Und dafür braucht es natürlich Energie.

Der Zustand, in dem die Bindungen gebrochen und geknüpft werden, wird als Übergangszustand bezeichnet. Dieser Übergangszustand liegt nur sehr kurz vor, weil die Edukte danach direkt weiter zum Produkt reagieren können.

Die Höhe der Aktivierungsenergie hat einen Einfluss auf die Reaktionsgeschwindigkeit. Je kleiner die Aktivierungsenergie ist, desto schneller läuft die Reaktion ab.

Diagramm

In einem Energiediagramm stehen die Edukte (Ausgangsstoffe) links und die Produkte rechts. Du kannst also den Verlauf der Reaktion von links nach rechts betrachten. Dabei beschreibt die Lage der Stoffe die Energie der Teilchen. Je höher ein Stoff liegt, desto mehr Energie besitzt er.

TODO Hier siehst du das Energiediagramm für die Reaktion von Stickstoffdioxid (\text{NO}_{2})(NO2)(\text{NO}_{2}) und Kohlenstoffmonoxid (\text{CO})(CO)(\text{CO}).

Für die Reaktion muss zuerst die Aktivierungsenergie zugeführt werden. Dadurch wird der Übergangszustand erreicht. Diesen findest du bei der maximalen Energie. Nach dem Übergangszustand bilden sich die Produkte.

Die Differenz zwischen Energie der Edukte und Energie der Produkte wird als Reaktionsenergie bezeichnet.

In diesem Fall wird insgesamt Energie frei. Es ist also eine exotherme Reaktion. Wenn die Edukte tiefer als die Produkte liegen, muss Energie zugefügt werden. Es wäre dann eine endotherme Reaktion.

Formen

Die Aktivierungsenergie kannst du in verschiedenen Energieformen zuführen. Diese sind z.B.:

  • Wärme
  • Reibung
  • Druck
  • Lichtblitz

Beispiele

Grill anzünden

Um Holzkohle anzuzünden, brauchst du Feuer. Aber wenn die Kohle einmal brennt, musst du nichts mehr von außen zufügen. Das Feuer bzw. die Wärmeenergie ist hier die Aktivierungsenergie für die Reaktion.

Knallerbsen

Wenn du Knallerbsen auf den Boden wirfst, knallt es. Es kommt zu einer explosionsartigen Reaktion. Wenn die Knallerbsen herumliegen, passiert nichts. Erst durch die Reibung, die beim Aufprall entsteht, reagieren die Stoffe. Es wird also Aktivierungsenergie in Form von Reibung benötigt.

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