Številne kemične reakcije sproščajo energijo v obliki toplote, svetlobe ali zvoka. To so eksotermične reakcije. Eksotermične reakcije se lahko pojavijo spontano in povzročijo večjo naključnost oz entropija (ΔS> 0) sistema. Označujemo jih z negativnim toplotnim tokom (toplota se izgublja v okolico) in zmanjšanjem entalpije (ΔH <0). V laboratoriju eksotermične reakcije proizvajajo toploto ali so celo eksplozivne.
Obstajajo tudi druge kemične reakcije, ki morajo absorbirati energijo, da nadaljujejo. To so endotermične reakcije. Endotermične reakcije ne more priti spontano. Treba je delati, da se te reakcije pojavijo. Ko endotermične reakcije absorbirajo energijo, med reakcijo izmerimo padec temperature. Za endometrične reakcije je značilen pozitiven toplotni tok (v reakcijo) in povečanje entalpije (+ ΔH).
Primeri endotermičnih in eksotermičnih procesov
Fotosinteza je primer endotermične kemične reakcije. V tem procesu rastline energijo sonca porabijo za pretvorbo ogljikovega dioksida in vode v glukozo in kisik. Ta reakcija zahteva 15 MJ energije (sončna svetloba) na vsak proizveden kilogram glukoze:
sončna svetloba + 6CO2(g) + H2O (l) = C6H12O6(aq) + 6O2(g)
Drugi primeri endotermičnih procesov vključujejo:
- Raztapljanje amonijevega klorida v vodi
- Razbijanje alkanov
- Nukleosinteza elementov, težja od niklja v zvezdah
- Izhlapevanje tekoče vode
- Tali led
Primer eksotermične reakcije je zmes natrija in klora, da dobimo namizno sol. Ta reakcija proizvede 411 kJ energije za vsak mol soli, ki nastane:
Na (s) + 0,5Cl2(s) = NaCl
Drugi primeri eksotermičnih procesov vključujejo:
- The reakcija termita
- Nevtralizacijska reakcija (npr. Mešanje kisline in baze, da nastaneta sol in voda)
- Večina reakcij polimerizacije
- Izgorevanje goriva
- Dihanje
- Jedrska cepitev
- Korozija kovine (oksidacijska reakcija)
- Raztapljanje kisline v vodi
Demonstracije, ki jih lahko izvedete
Številne eksotermične in endotermične reakcije vključujejo strupene kemikalije, ekstremno toploto ali mraz ali neredne metode odstranjevanja. Primer hitre eksotermne reakcije je raztopitev pralnega praška v prahu v roki z malo vode. Primer enostavne endotermične reakcije je raztapljanje kalijevega klorida (ki se prodaja kot nadomestek soli) v roki z vodo.
Te endotermične in eksotermične demonstracije so varne in enostavne:
- Navdušujoče eksotermične reakcije za poskus: Ogrejte stvari z eno od teh preprostih demonstracij eksotermičnih reakcij.
- Ustvari endometrično reakcijo: Nekatere endotermične reakcije so dovolj hladne, da povzročijo ozebline. Tu je primer reakcije, ki je varna za otroke.
- Kako ustvariti eksotermično kemično reakcijo: Nekatere eksotermične reakcije povzročijo plamen in se zelo segrejejo (kot reakcija termita). Tu je varna eksotermična reakcija, ki proizvaja toploto, vendar ne bo začela požarov ali povzročila opeklin.
- Naredite vroč led iz kisa in sode bikarbone: Natrijev acetat ali "vroči led" se lahko uporabljata kot endotermična ali eksotermična reakcija, odvisno od tega, ali kristalizirate ali topite trdno snov.
Endotermična in eksotermna primerjava
Tu je kratek povzetek razlik med endotermičnimi in eksotermičnimi reakcijami:
| Endotermični | Eksotermična |
| toplota se absorbira (hladno je) | sprošča se toplota (počuti se toplo) |
| za reakcijo je treba dodati energijo | reakcija se pojavi spontano |
| motnja se zmanjšuje (ΔS <0) | povečanje entropije (ΔS> 0) |
| povečanje entalpije (+ ΔH) | padec entalpije (-ΔH) |
Endergonične in eksergonske reakcije
Endotermične in eksotermične reakcije se nanašajo na absorpcijo ali sproščanje toplote. Obstajajo tudi druge vrste energije, ki se lahko proizvedejo ali absorbirajo s kemijsko reakcijo. Primeri vključujejo svetlobo in zvok. Na splošno se lahko reakcije, ki vključujejo energijo, razvrstijo kot endergonski ali eksergonični, Endotermična reakcija je primer endergonske reakcije. Eksotermična reakcija je primer ekstrogonične reakcije.
Ključna dejstva
- Endotermične in eksotermične reakcije so kemijske reakcije, ki absorbirajo in sproščajo toploto.
- Dober primer endotermične reakcije je fotosinteza. Izgorevanje je primer eksotermične reakcije.
- Kategorizacija reakcije kot endo- ali eksotermična je odvisna od neto prenosa toplote. V kateri koli reakciji se toplota absorbira in sprošča. Na primer, energija mora biti vključena v reakcijo zgorevanja, da se začne (prižiganje ognja z vžigalico), vendar se nato sprosti več toplote, kot je bilo potrebno.
Viri in nadaljnje branje
- Qian, Y.-Z. et al. "Različni viri supernove za r- Proces. " The Astrophysical Journal, vol. 494, št. 1., 10. feb. 1998, pp. 285-296, doi: 10.1086 / 305198.
- Yin, Xi in sod. "Samoogrevalni pristop k hitri proizvodnji enotnih kovinskih nanostruktur." Kemija nanomaterialov za energijo, biologijo in drugo, vol. 2, št. 1, 26. avg. 2015, pp. 37-41, doi: 10.1002 / cnma.201500123.