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Exergonische Reaktion

Eine exergonische Reaktion ist eine chemische Reaktion, bei der die Änderung der freien Energie negativ ist (es gibt eine Nettofreisetzung von freier Energie). Dies deutet auf eine spontane Reaktion hin, wenn das System geschlossen ist und Anfangs- und Endtemperatur gleich sind. Für Prozesse, die in einem geschlossenen System bei konstantem Druck und konstanter Temperatur ablaufen, wird die freie Gibbs-Energie verwendet, während die Helmholtz-Energie für Prozesse relevant ist, die bei konstantem Volumen und konstanter Temperatur ablaufen. Jede Reaktion, die bei konstanter Temperatur ohne Eingabe von elektrischer oder Photonenenergie auftritt, ist nach dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik exergonisch. Ein Beispiel ist die Zellatmung.

Eine exergonische Reaktion (wie die Zellatmung) ist eine Reaktion, die im Verlauf der Reaktion freie Energie freisetzt. Der Fortschritt der Reaktion wird durch die Linie angezeigt. Aktivierungsenergie (1) verlangsamt die Reaktion. Die Änderung der freien Gibbs-Energie (ΔG) in einer exergonischen Reaktion (die bei konstantem Druck und konstanter Temperatur stattfindet) ist negativ, da Energie verloren geht (2).

Symbolisch wird die Freisetzung von freier Energie G in einer exergonischen Reaktion (bei konstantem Druck und konstanter Temperatur) als

Δ G = G p r o d u c t s − G r e a c t a n t s < 0 bezeichnet. {\displaystyle \Delta G=G_{\rm {Produkte}}-G_{\rm {Reaktanten}}<\Delta G=G_{{{\rm {{Produkte}}}}}-G_{{{\rm {{Reaktanten}}}}}0.\,

Obwohl exergonische Reaktionen spontan auftreten sollen, bedeutet dies nicht, dass die Reaktion mit einer beobachtbaren Geschwindigkeit abläuft. Beispielsweise setzt die Disproportionierung von Wasserstoffperoxid freie Energie frei, ist jedoch in Abwesenheit eines geeigneten Katalysators sehr langsam. Es wurde vorgeschlagen, dass eager in diesem Zusammenhang ein intuitiverer Begriff wäre.

Allgemeiner beziehen sich die Begriffe exergonic und endergonic auf die freie Energieänderung in jedem Prozess, nicht nur auf chemische Reaktionen. Im Gegensatz dazu beziehen sich die Begriffe exotherm und endotherm auf eine Enthalpieänderung in einem geschlossenen System während eines Prozesses, die normalerweise mit dem Wärmeaustausch verbunden ist.