Klasse 7 › Chemie › Chemische Reaktion und Energie
Warum brennt ein Streichholz nicht von allein?
Beim Abspielen lädt der Player von YouTube (youtube-nocookie.com). Details in der Datenschutzerklärung.
Weil jede Verbrennung erst einen Anschub braucht, die Aktivierungsenergie. Beim Streichholz liefert die Reibung die Wärme, bis der Kopf seine Zündtemperatur erreicht. Danach läuft die Reaktion von selbst weiter, denn sie gibt Wärme ab: Sie ist exotherm. Endotherme Reaktionen brauchen dagegen dauernd Energie von außen.
Das Wichtigste zum Nachlesen
1 Min. Lesen
Jede Reaktion braucht einen Anschub
Ein Streichholz liegt jahrelang in der Schachtel, ohne zu brennen – obwohl es brennbar ist. Damit die Reaktion startet, braucht es einen Anschub: die Aktivierungsenergie. Beim Streichholz liefert sie die Reibung an der Reibfläche. Ist der Stoff heiß genug, erreicht er seine Zündtemperatur, und die Verbrennung läuft von selbst weiter, weil sie selbst Wärme abgibt.
Das Energiediagramm
Links Holz und Sauerstoff, rechts die Produkte. Sie liegen tiefer: Energie wurde frei, die Reaktion ist exotherm. Erst Anschub hinein, dann Wärme heraus.
Exotherm und endotherm
- Exotherm: Die Reaktion gibt Energie ab, meist als Wärme oder Licht. Beispiele: Verbrennung, Rosten, Taschenwärmer mit Eisenpulver.
- Endotherm: Die Reaktion nimmt dauernd Energie auf und stoppt ohne sie. Beispiele: Wasser mit Strom zerlegen, Fotosynthese.
Typische Falle
- Falsch: Brennbare Stoffe fangen irgendwann von selbst Feuer.
- Richtig: Ohne Aktivierungsenergie bis zur Zündtemperatur startet keine Verbrennung.
- Auch feuchtes Heu entzündet sich nur, wenn es sich von innen bis zur Zündtemperatur aufheizt.
Zündtemperatur
- die niedrigste Temperatur, bei der ein Stoff an der Luft von selbst weiterbrennt
- Streichholzkopf: niedrig, darum reicht die Reibung.
- Ein dicker Holzscheit braucht viel mehr Wärme, bis er heiß genug ist.
Tipp
Stell dir einen Schlitten vor einem kleinen Hügel vor: Erst musst du ihn hinaufschieben, dann rodelt er von selbst viel weiter hinunter.
Üben
3 Aufgaben
Exotherm oder endotherm?
- Ein Streichholz brennt:
- Ein Taschenwärmer mit Eisenpulver wird warm:
- Wasser wird mit Strom in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt, ohne Strom stoppt es:
- Pflanzen bauen mit Licht Traubenzucker auf:
- Kerzenwachs verbrennt:
Beschrifte das Energiediagramm einer Verbrennung mit einem Fachwort.
- Links stehen Holz und Sauerstoff, die .
- Der Berg in der Mitte ist die .
- Rechts stehen Asche und Gase, die .
- Die Produkte liegen tiefer, die Reaktion ist also .
Stimmt das? Kreuz an.
- Ein Stapel Holz fängt nach einiger Zeit von selbst Feuer.
- Beim Reiben des Streichholzes entsteht die nötige Wärme.
- Nach dem Anzünden braucht eine Kerze keine Aktivierungsenergie mehr von außen.
- Exotherme Reaktionen starten immer ganz von allein.
- Ein dicker Holzklotz lässt sich mit einem Streichholz genauso leicht anzünden wie ein Span.
Was im Video gesagt wird
Abschrift
Einstieg
Brennbares fängt irgendwann von selbst Feuer? Falsch.
Erklärung
Streichhölzer liegen jahrelang herum, ohne zu brennen. Dabei sind sie brennbar. Jede Reaktion braucht erst einen Anschub. Fachwort: Aktivierungsenergie. Beim Streichholz liefert die Reibung an der Reibfläche den Anschub: Wärme. Die Wärme macht den Streichholzkopf heiß genug: Er erreicht seine Zündtemperatur.
Jeder Stoff hat seine eigene Zündtemperatur. Holz etwa 300 Grad. Dann brennt es von selbst weiter, denn die Verbrennung gibt Wärme ab. Im Energiediagramm stehen links die Ausgangsstoffe: Holz und Sauerstoff. Erst geht es bergauf. Dieser Berg ist die Aktivierungsenergie.
Dann geht es tief bergab. Die Reaktionsprodukte haben weniger Energie. Die Differenz wird frei: Wärme und Licht. Das ist exotherm. Wie ein Schlitten: erst den Hügel hinaufschieben, dann rodelt er von selbst. Gegenprobe: Ohne Anschub kommt keiner über den Berg. Das Streichholz bleibt kalt.
Das Gegenteil heißt endotherm: Die Reaktion nimmt dauernd Energie auf. Ohne Energie von außen stoppt sie sofort.
Beispiele
Zurück zum Streichholz: Reibung schiebt es über den Berg. Dann brennt es. Eine brennende Kerze gibt Wärme und Licht ab. Also exotherm. Ein Taschenwärmer mit Eisenpulver wird warm. Auch das ist exotherm. Wasser mit Strom zerlegen: Ohne Strom stoppt es sofort. Endotherm.
Pflanzen bauen mit Licht Zucker auf. Ohne Licht geht nichts: endotherm. Und feuchtes Heu? Bakterien darin erzeugen Wärme, bis es innen die Zündtemperatur erreicht. Zusammen: Kerze und Taschenwärmer sind exotherm, die Fotosynthese endotherm.
Dein Zug
Dein Zug: Warum brennt ein Lagerfeuer weiter, wenn es einmal brennt? Es liefert selbst Wärme.
Zum Schluss
Exotherm gibt Energie ab und läuft weiter. Endotherm braucht dauernd Energie. Merk dir: Nichts brennt von allein. Erst der Anschub bringt die Zündtemperatur. Zum Üben: Zeichne eine Energiekurve: erst Anschub hinein, dann Wärme heraus. Nächste Frage: Woraus besteht Luft?
Danach
