Manchmal willst du einen Kuchen backen, aber deine Bananen sind alle verfault, deine Geräte sind rostig, du stolperst und dein ganzes Backpulver fälllt in den Essig und dann explodiert dein Ofen. Du und deine chemischen Reaktionen wurden Opfer von Enthalpie und Entropie und das sind ganz schön starke Kräfte. Alle deine Reaktanten sind Produkte. Was bedeuten diese "E-Wörter" und was steckt dahinter? Beginnen wir mit Enthalpie, einer Erhöhung oder Senkung der Energie während einer chemischen Reaktion. Jedes Molekül speichert eine gewisse Menge an potentieller Energie in den Bindungen zwischen seinen Atomen. Chemikalien mit mehr Energie sind weniger stabil, und reagieren darum viel eher. Sehen wir uns den Energiefluss in einer Reaktion, der Verbrennung von Wasser- und Sauerstoff, in einem Golfspiel an. Wir möchten den Ball, den Reaktanten, eine kleine Erhöhung hinauf und einen viel steileren Abhang hinunter bekommen. Auf dem Hügelanstieg müssen wir dem Ball Energie zuführen und auf dem Abhang gibt der Ball Energie an seine Umgebung ab. Das Loch stellt das Produkt oder das Ergebnis der Reaktion dar. Am Ende der Reaktion ist der Ball im Loch und wir haben unser Produkt: Wasser. Wie unser explodierter Ofen ist das eine exotherme Reaktion. Das bedeutet, dass die Energie des Stoffs am Ende geringer ist als zu Beginn, der Unterschied wurde in Form von Licht und Wärme an die Umgebung abgegeben. Die gegenteilige Reaktion ist die endotherme Reaktion, bei der die Energie am Ende größer ist als zu Beginn. Das wollten wir beim Kuchenbacken erreichen. Die zugeführte Wärme des Ofens ändert die chemische Struktur der Proteine in den Eiern und verschiedenen Bestandteilen der Butter. Das ist also Enthalpie. Wie du richtig vermutest, geschehen exotherme Reaktionen häufiger als endotherme, weil sie weniger Energie benötigen. Aber es gibt einen weiteren, unabhängigen Faktor, der zu Reaktionen führt: Entropie. Entropie misst die chemische Unordnung. Hier ist eine riesige Golfball-Pyramide. Die geordnete Struktur bedeutet, dass es wenig Entropie besitzt. Aber wenn sie zusammenbricht, haben wir überall Chaos, Bälle springen überall herum. So sehr, dass manche sogar über den Hügel gelangen. Diese Veränderung zur Instabilität, oder höherer Entropie, kann zu Reaktionen führen. Wie bei den Golfbällen führt der Übergang zur Unordnung in Chemikalien dazu, dass manche Reaktanten über den Hügel gelangen und eine Reaktion starten. Du kannst Enthalpie und Entropie zusammen sehen, wenn du ein Lagerfeuer machst, um Essen zu kochen. Das Streichholz führt genug Energie zu, um die exotherme Verbrennung zu aktivieren, sodass das energiereiche brennbare Material im Holz zum energieärmeren Kohlendioxid und Wasser umgewandelt wird. Die Entropie verstärkt und unterstützt die Reaktion, weil das schön geordnete Holzscheit zu sich frei bewegendem Wasserdampf und Kohlendioxid umgewandelt wird. Die dabei frei werdende Energie treibt die endotherme Reaktion beim Kochen deines Essens an. Guten Appetit! Bon appétit!