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Energie ist die Fähigkeit, mechanische Arbeit zu verrichten, Wärme abzugeben oder Licht auszustrahlen.

• Formelzeichen: E
• Einheit: ein Joule (1 J)

Die Energie ist eine Zustandsgröße und in abgeschlossenen Systemen eine Erhaltungsgröße.

Bei einer chemischen Reaktion laufen Stoff- und Energieumwandlungen gleichzeitig ab. Dabei kann Energie aufgenommen (endotherm) oder abgegeben (exotherm) werden. Damit Stoffe miteinander reagieren können, müssen diese vorher durch Zufuhr von Aktivierungsenergie aktiviert werden.

In einem abgeschlossenen System ist die Summe aller Energien konstant. Die Gesamtenergie bleibt erhalten. Es gilt:

$\begin{array}{l}E=E_1+E_2+\mathrm{...}\text{ + }{E}_n\\ \text{oder}\\ \Delta E=0\\ E\text{ Gesamtenergie}\\ E_1,E_2,\mathrm{...}\text{ Energien in den verschiedenen }\\ \text{ Energieformen}\end{array}$
 

Energieträger oder Energiequellen sind Systeme, die Energie in einer beliebigen Form besitzen oder gespeichert haben. Zu solchen Energieträgern oder Energiequellen gehören Kraftstoffe und Heizstoffe ebenso wie die Nahrung, fließendes und angestautes Wasser oder Batterien, Solarzellen und Sonnenkollektoren, aber auch die Sonne selbst.

Bei physikalischen, technischen, chemischen oder biologischen Vorgängen kann Energie von einer Energieform in andere Energieformen umgewandelt werden.

Energieumwandlungen sind häufig auch mit Energieübertragung und Energieentwertung verbunden.

Enzyme sind hochmolekulare Eiweißkörper, die als Biokatalysatoren bei sehr vielen Stoffwechselreaktionen in tierischen sowie pflanzlichen Organismen beteiligt sind. Die an der Reaktion beteiligten Substanzen (Substrate) werden dort angelagert, in der Reaktion umgesetzt und nach Ablauf der Reaktion als Produkt abgelöst. Ein Enzym kann aber nur eine der für das Substrat möglichen Reaktionen katalysieren (Wirkungsspezifität). Außerdem sind Enzyme substratspezifisch, d. h. an jedes Enzym passen nur die Substanzen, die eine bestimmte, zum Enzym passende Struktur besitzen (Schlüssel-Schloss-Prinzip). Es gibt aber auch Enzyme, die ähnlich gebaute Substanzen umsetzen. In diesem Fall spricht man von Gruppenspezifität.

* 22.09.1791 Newington-Butts
† 25.08.1867 Hampton Court bei London

FARADAY war ein englischer Chemiker und Physiker. Er war viele Jahre Mitglied der „Royal Society“. Bedeutende Entdeckungen machte er auf verschiedenen Gebieten der Elektrizitätslehre und der Chemie. Er entdeckte u. a. die elektromagnetische Induktion, baute Urformen eines Elektromotors und eines Generators, entdeckte Gesetze der Elektrolyse und des Magnetismus. Er führte viele physikalische und chemische Fachbegriffe und das Feldlinienmodell in die Wissenschaft ein.

* 09.09.1737 Bologna
† 04.12.1798 Bologna

Er war Professor für Anatomie und Geburtshilfe in Bologna und entdeckte 1780 bei Untersuchungen über tierische Elektrizität die Grundlagen für die Schaffung neuartiger Stromquellen (galvanische Elemente, Batterien).

Galvanische Quellen (Galvanische Zellen) sind Vorrichtungen die aus einer Anode (minuspol), einer Katode (Pluspol) und einem Elektrolyt bestehen und die auf der Grundlage elektrochemischer Reaktionen (Reduktions-Oxidations-Prozesse) elektrische Energie liefern. Damit ist die Nutzung elektrischer Energie unabhängig vom elektrischen Festnetz möglich.

Das elektrochemische Abscheiden von dünnen Metallschichten wird als Galvanisieren bezeichnet.
Das Verfahren spielt eine große Rolle bei der Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit von Eisen und Stahl. Trotz seines Namens ist das Galvanisieren ein elektrolytischer Prozess und kann sowohl mit edleren als auch mit unedleren Metallen erfolgen.

Das konstante Konzentrationsverhältnis der Edukte und Produkte charakterisiert die Lage des Gleichgewichts. Es ist unabhängig davon, ob im Kolben zu Beginn nur Ethansäure und Ethanol oder nur Ethansäureethylester und Wasser vorlagen. Die Einstellung des Gleichgewichtszustands erfolgt vonseiten der Ausgangsstoffe genauso wie vonseiten der Reaktionsprodukte.

Das chemische Gleichgewicht ist durch folgende Merkmale gekennzeichnet:

• Hin- und Rückreaktion laufen gleichzeitig nebeneinander ab, sodass der Stoffumsatz unvollständig bleibt.
• Nach der Einstellung des Gleichgewichts bleiben die Konzentrationen der Edukte und Produkte konstant (makroskopisch stationärer Zustand).
• Auf Teilchenebene erfolgt ein ständiger Umsatz (submikroskopisch dynamischer Zustand).

* 11.08.1836 in Christiania
† 14.01.1902 in Christiania (dem heutigen Oslo, Norwegen)

CATO MAXIMILIAN GULDBERG war ein norwegischer Mathematiker. Er entwickelte zusammen mit dem Chemiker PETER WAAGE zwischen 1864 und 1867 auf der Grundlage physikochemischer Untersuchungen von Gasen und Lösungen das Massenwirkungsgesetz. Dieses fundamentale chemische Gesetz blieb lange Zeit unbeachtet, bis es 1877 von OSTWALD bestätigt wurde. Der geniale, sehr zurückgezogen lebende Theoretiker leitete ebenfalls weitgehend unbeachtet bereits 1867 die ideale Gasgleichung ab.

* 1818 Salford bei Manchester
† 1889 Sale bei London

Er war ein englischer Physiker, maß das mechanische Wärmeäquivalent und legte damit wesentliche Grundlagen für die Entdeckung des Gesetzes von der Erhaltung der Energie.
Nach ihm ist die heute gebräuchliche Einheit der Energie – das Joule (1 J) benannt.

Die organisierte Experimentalforschung führte in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts zu einer Vielzahl bahnbrechender Entdeckungen. JOHN DALTON entwickelte eine neue, auf experimentellen Ergebnissen beruhende Atomtheorie. Durch Chemiker wie BERZELIUS wurden viele neue Elemente gefunden, sodass man um 1850 bereits 62 Elemente kannte, darunter 50 Metalle. Es entwickelten sich die drei Teilgebiete der klassischen Chemie: die anorganische, die physikalische und die organische Chemie.
Insbesondere die erfolgreiche Synthese von natürlich vorkommenden Stoffen aus anorganischen Ausgangsstoffen durch FRIEDRICH WÖHLER und seine Mitstreiter legte die Grundlage für die organische Synthesechemie.

Elektrochemische Korrosion ist die von der Oberfläche ausgehende Zerstörung eines metallischen Werkstoffs aufgrund von Redoxreaktionen des Metalls mit seiner Umgebung.
Liegen die Orte der Oxidation und der Reduktion in direkter Nachbarschaft zueinander, spricht man von einem Lokalelement. Man unterscheidet die Formen der Säurekorrosion und der Sauerstoffkorrosion. Es gibt verschiedene Formen des Korrosionsschutzes.

* 26.08.1743 in Paris 
† 08.05.1794 in Paris

ANTOINE LAURENT DE LAVOISIERs größte Verdienste liegen in der Begründung der antiphlogistischen Chemie sowie in seiner Wegbereiterrolle für die Thermochemie. Ihm gelang erstmalig, nacheinander die Zerlegung und Synthese von Wasser durchzuführen. Er definierte die Begriffe Base, Element und Säure neu und schuf die Begriffe Sauerstoff und Radikal. Seinen Lebensunterhalt verdiente er u. a. als Mitglied der Gesellschaft für Generalsteuerpächter. Das kostete ihn später buchstäblich den Kopf. Seiner Verurteilung zum Tode unter der Herrschaft der Jacobiner folgte die Hinrichtung 1794 durch die Guillotine.

* 08.10.1850 in Paris
† 17.09.1936 Miribelle-Echelles

HENRY LE CHATELIER war ein französischer Chemiker und Ingenieur. Berühmt wurde er durch seine Untersuchungen zum chemischen Gleichgewicht. Er formulierte die Bedingungen zur Einstellung eines chemischen Gleichgewichts und das Prinzip des kleinsten Zwangs. Dieses besagt, dass sich das chemische Gleichgewicht einem äußeren Zwang immer so entzieht, dass die Wirkungen des äußeren Zwangs verkleinert werden.
Obwohl das Prinzip von LE CHATELIER nur qualitative Schlussfolgerungen zur Lage des chemischen Gleichgewichts zulässt, ist es speziell für Gleichgewichtsreaktionen in der chemischen Industrie von herausragender wirtschaftlicher Bedeutung.

* 1839 in Parmain (Frankreich)
† 14.09.1882 in Paris

GEORGES LECLANCHE war ein französischer Chemiker und Industrieller. Er erfand die erste leistungsfähige, technisch in großem Maßstab genutzte Batterie zur Speicherung elektrischer Energie in Form von chemischer Energie. Das Prinzip des LECLANCHE-Elements bzw. der Zink-Kohle-Batterie wird bis in die heutige Zeit hinein genutzt, auch wenn heute leistungsstärkere Batterien und umweltfreundlichere Akkumulatoren zur Verfügung stehen.

In Flüssigkeiten erfolgt nur dann ein Leitungsvorgang, wenn durch Dissoziation frei bewegliche (wanderungsfähige) Ionen vorhanden. Beim Anlegen einer Spannung und damit beim Vorhandensein eines elektrischen Feldes bewegen sich die Ionen gerichtet. Es wird elektrische Energie in thermische Energie umgewandelt. Mit den Ionen erfolgt auch ein Stofftransport.

* 19.11.1711 in Michaninskaja heute Lomonossow
† 15.04.1765 in St. Petersburg

LOMONOSSOW war ein russischer Gelehrter und Schriftsteller. Er studierte Philosophie, Mathematik, Chemie und Mineralogie. Ab 1745 war Lomonossow Professor für Chemie in St. Petersburg.
Er vertrat die These, dass Wissenschaft und Glaube getrennt werden müssten. LOMONOSSOW war ein Universalgenie. Er befasste sich mit Metallurgie, Geologie, Meteorologie, Geografie sowie Kartografie und erneuerte auch die russische Schriftsprache.

Das Gesetz von der Erhaltung der Masse gründet sich auf die wissenschaftlichen Leistungen von M. W. LOMONOSSOW.

Bei reversiblen chemischen Reaktionssystemen stellt sich ein Gleichgewicht zwischen Hin- und Rückreaktion ein. Solche Reaktionen verlaufen nicht vollständig, d. h. die Konzentration der Ausgangsstoffe sinkt nicht auf null. In Abhängigkeit von den Reaktionsbedingungen (Druck, Temperatur) werden konstante Gleichgewichtskonzentrationen der an der Reaktion beteiligten Stoffe erreicht. Mit Hilfe des Massenwirkungsgesetzes können diese in Form der Gleichgewichtskonstanten berechnet werden.

* 25. 11. 1814 Heilbronn
† 20. 3. 1878 Heilbronn

Er war ein deutscher Arzt und Naturforscher und entwickelte, ausgehend von medizinischen Erkenntnissen, die Idee von der Gleichwertigkeit, Konstanz und Überführbarkeit der damals bekannten Energieformen. Damit war er der Erste, der den allgemeinen Energieerhaltungssatz formulierte.

* 25.06.1864 in Briesen (Westpreußen)
† 19.11.1941 in Gut Ober-Zibelle (bei Bad Muskau)

WALTER HERMANN NERNST studierte Physik und machte sich um den Aufbau der Physikalischen Institute in Göttingen und eines physikalisch-chemischen Instituts in Berlin verdient. Zu seinen beachtlichen Leistungen zählen die Formulierung der NERNSTschen Gleichung von 1889, des NERNSTschen Verteilungssatzes von 1890/91 sowie des NERNSTschen Wärmesatzes, heute als der 3. Hauptsatz der Thermodynamik bekannt. NERNST starb im Alter von 77 Jahren.