Многе хемијске реакције ослобађају енергију у облику топлоте, светлости или звука. Су егзотермне реакције. Егзотермне реакције могу се појавити спонтано и резултирати већом случајношћу или ентропија (ΔС> 0) система. Означени су негативним топлотним током (топлина се губи у околини) и смањењем енталпије (ΔХ <0). У лабораторији, егзотермне реакције производе топлоту или могу бити чак и експлозивне.
Постоје и друге хемијске реакције које морају да апсорбују енергију да би наставиле. Су ендотермичке реакције. Ендотермичке реакције не могу се појавити спонтано. Морате се радити како би се те реакције појавиле. Када ендотермичке реакције апсорбују енергију, током реакције се мери пад температуре. Ендотермичке реакције карактеришу позитиван топлотни ток (у реакцију) и пораст енталпије (+ ΔХ).
Примери ендотермичких и егзотермних процеса
Фотосинтеза је пример ендотермичке хемијске реакције. У овом процесу, биљке користе енергију сунца да би претвориле угљен диоксид и воду у глукозу и кисеоник. Ова реакција захтева 15 МЈ енергије (сунчеве светлости) за сваки килограм произведене глукозе:
сунчева светлост + 6ЦО2(г) + Х2О (л) = Ц6Х12О6(ак) + 6О2(г)
Остали примери ендотермичких процеса укључују:
- Растварање амонијум-хлорида у води
- Црацкинг алканес
- Нуклеосинтеза елемената тежа од никла у звездама
- Испаравање течне воде
- Топљење леда
Пример егзотермне реакције је мешавина натријума и хлора, да би се добила кухињска со. Ова реакција производи 411 кЈ енергије за сваки мол соли који се произведе:
На (с) + 0.5Цл2(с) = НаЦл (и)
Остали примери егзотермичких процеса укључују:
- Тхе реакција термита
- Реакција неутрализације (нпр. Мешање киселине и базе како би се добила со и вода)
- Већина реакција полимеризације
- Сагоревање горива
- Дисање
- Нуклеарна фисија
- Корозија метала (оксидациона реакција)
- Растварање киселине у води
Демонстрације које можете извести
Многе егзотермне и ендотермичке реакције укључују токсичне хемикалије, екстремну топлину или хладноћу или неуредне методе збрињавања. Пример брзе егзотермне реакције је растварање детерџента за прање веша у руци са мало воде. Пример лагане ендотермичке реакције је растварање калијум хлорида (који се продаје као замена соли) у руци са водом.
Ове ендотермичке и егзотермне демонстрације су сигурне и једноставне:
- Узбудљиве егзотермне реакције које треба покушати: Загријте ствари једном од ових једноставних демонстрација егзотермичке реакције.
- Створите ендометријску реакцију: Неке ендотермичке реакције постају довољно хладне да изазову смрзавање. Ево примера довољно сигурне реакције да је деца могу додирнути.
- Како створити егзотермичну хемијску реакцију: Неке егзотермне реакције стварају пламен и постају изузетно вруће (попут реакције термита). Ево сигурне егзотермне реакције која производи топлоту, али неће покренути ватру или изазвати опекотине.
- Направите врућ лед од сирћета и соде бикарбоне: Натријум-ацетат или „врући лед“ могу се користити као ендотермичка или егзотермна реакција, зависно од тога да ли сте чврсту твар кристалирали или растопили.
Ендотермно поређење и егзотермно поређење
Ево кратког сажетка разлика између ендотермичких и егзотермичких реакција:
| Ендотермични | Егзотермно |
| топлота се апсорбује (осећа се хладно) | топлина се ослобађа (осећа се топло) |
| за реакцију се мора додати енергија | реакција се јавља спонтано |
| поремећај се смањује (ΔС <0) | повећања ентропије (ΔС> 0) |
| пораст енталпије (+ ΔХ) | смањење енталпије (-ΔХ) |
Ендергонске и екергонске реакције
Ендотермичке и егзотермне реакције односе се на апсорпцију или ослобађање топлоте. Постоје и друге врсте енергије које се могу произвести или апсорбовати хемијском реакцијом. Примери укључују светлост и звук. Генерално, реакције које укључују енергију могу се класификовати као ендергонски или ексергонски, Ендотермичка реакција је пример ендергонске реакције. Егзотермна реакција је пример екстрогонске реакције.
Кључне чињенице
- Ендотермичке и егзотермне реакције су хемијске реакције које апсорбују и ослобађају топлоту.
- Добар пример ендотермичке реакције је фотосинтеза. Сагоревање је пример егзотермне реакције.
- Категоризација реакције као ендо- или егзотермична зависи од нето преноса топлоте. У било којој реакцији, топлота се и апсорбује и ослобађа. На пример, енергија мора да се унесе у реакцију сагоревања да би се покренула (паљење ватре шибицом), али тада се ослобађа више топлоте него што је било потребно.
Ресурси и даље читање
- Киан, И.-З. и др. „Разни извори Супернове за р-Процес." Тхе Астропхисицал Јоурнал, вол. 494, бр. 1, 10 феб. 1998, стр. 285-296, дои: 10.1086 / 305198.
- Иин, Кси и др. „Приступ самогревању за брзу производњу униформних металних наноструктура.“ Хемија Наноматеријала за енергију, биологију и још много тога, вол. 2, бр. 1, 26. авг. 2015, пп. 37-41, дои: 10.1002 / цнма.201500123.