Was bedeutet energetische Ebene und Entropie (ex. u. end?) ?

[Wade]

Ich hoffe ihr könnt mir helfen. Ich muss ein Chemie-Referat anfertigen über die Merkmale einer chemischen Reaktion. Ich weiß, dass die Stoffeigenschaften sich verändern, Energiezufuhr oder Energieabgabe stattfindet (ex. u. end.). Es wäre nett, wenn ihr mir noch weitere Merkmale aufzeigen würdet und mir erklärt, was energetische Ebene und Entropie bedeutet.

Danke im Vorraus

[alpha]

Entropie ist sowas wie ein Mass für Ordnung.
Generell gilt: Entsteht bei einer Reaktion mehr Unordnung so ist sie gut, d.h. Reaktionen, bei denen mehr Gasmoleküle entstehen als verbraucht werden, sind toll. Dafür sind Polymerisationen entropisch miserabel.

Energetische Ebene? - Selten so (i.A. Oberfläche statt Ebene, denke ich) gebraucht, aber nun ja. Ein lustiges Konzept: Edukt und Produkt befinden sich sozusagen auf der gleichen Energiehyperfläche, d.h. zur Anordnung wie in den Edukten gehört die eine Energie als zu jener in den Produkten und dazwischen gibt es einen Weg, der über eine Spezies höherer Energie fürht - und alles das auf der Hyperfläche, denn diese beschreibt die Energien zu ALLEN möglichen Anordnungen.

Hört sich ziemlich abstrakt an und ich weiss nicht, ob ich dir wirklich weitergeholfen habe - fürchte nein...


Grüsse
alpha

[Wade]

könntest du das einfach erklären. also hat entropie nun etwas mit exotherm und endotherm zu tun? also wärmeabgabe und - zufuhr?

das mit der energetischen ebene habe ich leider noch nicht verstanden

ich hoffe ihr könnt mir da weiterhelfen

aber trotzdem danke

[Ardu]

Eine Enerbiehyperfläche sieht so aus:

Quelle:Chemgapedia

Das ist für eine Reaktion die 3D-Variante dieser Abbildung:

Quelle:http://upload.wikimedia.org/wikibooks/d ... rm.svg.png

[Ardu]

Enthropie (Symbol S):

Enthropie ist ein Begriff aus der Thermodynamik, das ist ein Teilgebiet der Physikalischen Chemie.

Wie schon zuvor gesagt, ist die Enthropie ein Maß für die Unordnung und man sagt nun, dass eine Reaktion dann freiwillig abläuft, wenn sie unter Entropiezunahme stattfindet.

Ein simples Beispiel hierfür:
Stell dir vor, du hast eine Box voller Luft. Es gibt nun viele Zustände, die die Luftmoleküle einnehmen können. Die zwei extremen Beispiele wären:
1) alle Moleküle ordnen sich schön symmetrisch eines nach dem anderen in einer Ecke deiner Box an. Das wäre ein sehr geordneter Zustand, der daher enthropisch ungünstig ist.
2) alle Luftmoleküle verteilen sich willkürlich in deiner Box ohne dass eine Ordnung zu erkennen ist. Das wäre ein sehr ungeordneter Zustand, der daher enthroptisch günstig ist.
Du wirst immer den enthropisch günstigerne Zustand antreffen, also dass sich alle Luftmoleküle wild verteilen. Ansonsten müsste man ja Angst haben, wenn man in ein Zimmer geht, dass man plötzlich erstickt, weil sich alle Luftmoleküle in der entgegengesetzten Ecke angeordnet haben

So, wie wendet man das jetzt auf Reaktionen an:
Wenn ich eine Reaktion habe, bei der aus einem Gasmolekül zwei Gasmoleküle entstehen, ist das enthropisch günstig, weil man mit zwei Gasmolekülen viel mehr Unordnung machen kann als mit einem. Man kann ja auch mit 10 Stigten mehr Unordnung auf dem eigenen Schreibtisch anrichten, als mit einem Stift.
Folglich ist es enthropisch ungünstig, wenn aus zwei Gasmolekülen eines entsteht.

Ich hoffe, ich habe dir ein wenig begreiflich machen können, was Enthropie ist. Das war jetzt alles sehr vereinfacht, aber ansonsten müsstest du dir eine Thermodynamik-Vorlesung an der Uni anhören oder ein Buch über Thermodynamik lesen, was vermutlich für ein Schulreferat etwas übertrieben wäre...

Ansonsten, wenn du noch mehr wissen willst, frag einfach

[alpha]

Nebenbei: Entropie und Enthalpie sind nicht dasselbe und exotherm/endotherm bezieht sich NUR auf die Enthalpie, NICHT auf die Entropie.
Exotherm/Endotherm bezieht sich auf den Energiefluss zwischen System (z.B. Molkül) und Umgebung, während die Entropie das System selbst anbelangt und unabhängig ist von der Umgebung.

Ich hoffe, ich habe jetzt nicht zu arge Fehler reingeschrieben, andernfalls bitte korrigieren!!!


Grüsse
alpha

[Wade]

ich danke euch, ich hätte jetzt den fehler gemacht und in mein referat entropie mit exotherm und endotherm erklärt.

in der schule haben wir mehrere referate auf mehrere gruppen aufgeteilt. und jedes referat, welches vorgestellt wird, hatten wir schon zuvor im unterricht. ich bin in der 10 und jetzt schon 3 jahre chemie. ich kann mich aber nicht daran erinnern, dass wir irgendetwas mit entropie hatten. falls ja gibt es vielleicht ein fremdwort.

ich habe jetzt verstanden, dass die entropie etwas mit unordnung zu tun hat. mir fällt gerade ein, dass wir damals etwas mit metallen hatten und die kleinsten teilchen im metall aufgezeichnet haben. könnte es vielleicht sein, dass die entropie etwas damit zu tun hat?

[zonko]

Gut, wenn Du das Referat in der 10. Klasse halten sollst, dann aendert das (meiner Meinung nach) etwas im Inhalt.
Daher mein kleiner und hoffentlich verstaendlicher Einwurf/Zusammenfassung:
Die Entropie ist ein Ziemlich abstrakter Begriff, und immer wieder findet man andere Umschreibungen. Was ich ganz Anschulich fand:
Entropie ist proportional zum logarithmus naturalis der _Anordnungsmoeglichkeiten_ in Deinem System. Um das mal auf die Teilchenzahl herunterzubrechen (ja, gleich werde ich korrigiert:) : Wenn Du viele Teilchen im System hast, dann kannst Du diese auf viele verschiedene Arten anordnen. Bei einer Reaktion

A + B --> C

nimmt die Entropie also generell ab, bei einer Reaktion

A --> B + C

nimmt sie dagegen zu. Wie stehen jetzt diese groessen miteinander im zusammenhang? Es gibt da eine "Gibbs-Helmholtz-Gleichung", von der eine Schreibweise lautet:



Dabei ist im Fall von chemischen Reaktionen delta G die Aenderung der Energie (="freie Enthalpie"), die sich zusammensetzt aus der Aenderung der Enthalpie (delta H) und demProdukt aus Temperatur T (in Kelvin!) und der Aenderung der Entropie (delta S).

Diese Gleichung "entscheidet" darueber, ob eine Reaktion freiwillig ablaeuft (exergonisch) oder nicht (endergonisch). Bei exergonischen Reaktionen hat der Wert von delta G ein negatives Vorzeichen, bei endergonischen ein positives.

Die Begriffe exotherm und endotherm beziehen sich jedoch nur auf die Enthalpieaenderung delta H. Diese ist bei exothermen Reaktionen negativ und bei endothermen positiv.

Warum haben Enthalpie und freie Enthalpie bei Energieverlust ein negatives Vorzeichen? Das ist einfach Definitionssache...

Du siehst an der Gleichung aber, dass Enthalpie und Entropie zusammen entscheiden, ob eine Reaktion ablaeuft oder nicht. Dabei koennen diese Beiden Groessen auch gegneinander arbeiten, sprich ein entgegengesetztes Vorzeichen haben.

Bitte sag auch bescheid, ob Du denn weisst, was in der Enthalpie so ungefaehr drin steckt.

Ich finde diese Gleichung sollte in einem Referat zu dem Thema drin sein.

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Grosser Schnitt, jetzt ein paar Worte zur Energieebene (die ich nur als Energiehyperflaeche kenne, ich nehme an das das gleiche gemeint ist. In meinem Studium bin ich nie einer "Energieebene" begegnet):

Oben stehen ja schon zwei Graphen, ich habe leider keine schoenen Graphen zur Hand. Am ersten Graph siehst Du auf der X- und Y-Achse je einen Parameter aufgetragen. Die Z-Achse gibt die Energie als Funktion dieser beiden Parameter an. Bei einer chemischen Reaktion koennten diese Parameter z.B. die Abstaende zwischen versch. Atomkernen sein. Dein Edukt sowie auch Dein Produkt sind dann in einem "Tal" auf dieser Ebene, also energetisch guenstige Zustaende. Wenn das Edukt zu einem Produkt reagieren soll, musst Du also ueber einen (moeglich niedrigen) energetischen Berg gehen. Wenn Du da langwandern wuerdest, und spaeter nur die Energie gegen die zurueckgelegte Strecke auftragen wuerdest, dann wurde sowas wie der zweite Graph rauskommen.

Du kannst jetzt argumentieren, dass es grade in groesseren Molekuelen aber ganz viele Bindungslaengen gibt. Da hast Du recht-- aber das kann man nicht graphisch darstellen. Die Energie haengt aber in der Realitaet von all diesen Variablen ab! Diese Energiehyperflaechen sind daher (meiner bescheidenen Meinung nach) bei chemischen Reaktionen wirklich nur zur Veranschaulichung zu gebrauchen, es sei denn Dein System besteht nur aus 3 Atomen (=2 Kern-Kern-Abstaende).
Im obigen Beispiel ist es aber keine chemische Reaktion und dort ist diese Betrachtung sinnvoll... whatever.


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Ich hoffe ich konnte etwas vermitteln und hab Dich nicht noch mehr verwirrt.

Deine obige Antwort laesst leider auch nicht erkennen, ob Du denn wirklich verstehst was wir Dir hier erzaehlen. _Das musst Du uns sagen_! Fragen kostet nix und dafuer ist das Forum gemacht.

Beste Gruesse

zonko

PS: Da Thermodynamik schon ein paar Jaehrchen her ist, hoffe ich doch das mich jemand korrigiert wenn ich hier Mist erzaehle...

[Wade]

ich muss ehrlich sagen, ich komme nicht ganz mit, das was ihr mir hier erzählt hatten wir in der schule noch nicht. ich verstehe, dass entropie und enthalphie etwas damit zu tun haben, ob eine reaktion freiwillig abläuft. mein lehrer hat jeder gruppe ein referat zugeteilt und stichpunkte dazu gemacht. wir haben das thema: merkmale einer chemischen reaktion. das referat soll auch über die merkmale einer chemischen reaktion sein. da steht nun entropie und energetische ebene noch als stichpunkt. ich soll keine doktorarbeit zur entropie halten. aber die entropie ist wahrscheinlich auch ein bestimmter faktor bei einer reaktion. wenn ich das kurz auf einer power point seite anschaulich darstellen könnte wäre das gut. und dazu bräuchte ich eure tipps. ich frage morgen nochmal den lehrer. aber das referat müssen wir schon an diesem mittwoch halten:(
danke, dass ihr euch so fleißig bemüht mir zu helfen, aber ihr seid alle studenten und soviel stoff brauche ich glaube ich nicht^^ wir haben die reaktion von blauem kupfersulfat als beispiel genommen. und könnte man daran die entropie deutlich machen? das massenerhaltungsgesetz und analyse synthese haben wir schon aufgezeigt. aber für die entropie und die energetische ebene fehlt noch was...