Multe reacții chimice eliberează energie sub formă de căldură, lumină sau sunet. Acestea sunt reacții exotermice. Reacțiile exotermice pot să apară spontan și duc la o aleatorie mai mare sau entropie (ΔS> 0) a sistemului. Acestea sunt notate de un flux de căldură negativ (se pierde căldură în împrejurimi) și scăderea entalpiei (ΔH <0). În laborator, reacțiile exoterme produc căldură sau pot fi chiar explozive.
Există și alte reacții chimice care trebuie să absoarbă energie pentru a continua. Acestea sunt reacții endotermice. Reacții endotermice nu se poate produce spontan. Trebuie să se lucreze pentru ca aceste reacții să apară. Când reacțiile endotermice absorb energie, se măsoară o scădere a temperaturii în timpul reacției. Reacțiile endotermice se caracterizează printr-un flux de căldură pozitiv (în reacție) și o creștere a entalpiei (+ ΔH).
Exemple de procese endotermice și exotermice
Fotosinteză este un exemplu de reacție chimică endotermică. În acest proces, plantele folosesc energia de la soare pentru a converti dioxidul de carbon și apa în glucoză și oxigen. Această reacție necesită 15 MJ de energie (lumina soarelui) pentru fiecare kilogram de glucoză produs:
lumina soarelui + 6CO2(g) + H2O (l) = C6H12O6(aq) + 6O2(G)
Alte exemple de procese endotermice includ:
- Dizolvarea clorurii de amoniu în apă
- Alcanii crăpați
- Nucleosinteza elementelor mai grele decât nichelul în stele
- Evaporarea apei lichide
- Gheață care se topește
Un exemplu de reacție exotermică este amestecul de sodiu și clor pentru a produce sare de masă. Această reacție produce 411 kJ de energie pentru fiecare molă de sare produsă:
Na (s) + 0,5Cl2(s) = NaCl (s)
Alte exemple de procese exotermice includ:
- reacție de termit
- O reacție de neutralizare (de exemplu, amestecarea unui acid și a unei baze pentru a forma o sare și apă)
- Majoritatea reacțiilor de polimerizare
- Combustia unui combustibil
- Respiraţie
- Fisiune nucleara
- Coroziunea metalului (o reacție de oxidare)
- Dizolvarea unui acid în apă
Demonstrații pe care le puteți efectua
Multe reacții exotermice și endotermice implică substanțe chimice toxice, căldură extremă sau rece sau metode de eliminare dezordonate. Un exemplu de reacție rapidă exotermică este dizolvarea detergentului de rufe pulbere în mână cu un pic de apă. Un exemplu de reacție endotermică ușoară este dizolvarea clorurii de potasiu (vândute ca înlocuitor de sare) în mâna ta cu apă.
Aceste demonstrații endotermice și exoterme sunt sigure și ușoare:
- Reacții exotermice emoționante la încercare: Încălziți lucrurile cu una dintre aceste demonstrații simple de reacție exotermică.
- Creați o reacție endotermică: Unele reacții endotermice devin destul de reci pentru a provoca degerături. Iată un exemplu de reacție suficient de sigur pentru a putea atinge copiii.
- Cum se creează o reacție chimică exotermică: Unele reacții exoterme produc flăcări și devin extrem de fierbinți (ca reacția de termită). Iată o reacție exotermă sigură care produce căldură, dar nu va începe focul sau va provoca o arsură.
- Faceți gheață fierbinte din Oțet și Soda de copt: Acetatul de sodiu sau „gheața fierbinte” pot fi utilizate ca reacție endotermă sau exotermică, în funcție de faptul că cristalizați sau topiți solidul.
Comparație endotermică și exotermică
Iată un scurt rezumat al diferențelor dintre reacțiile endotermice și cele exotermice:
| Endotermic | exotermic |
| căldura este absorbită (se simte rece) | căldura este eliberată (se simte cald) |
| trebuie adăugată energie pentru a avea loc reacția | reacția are loc spontan |
| tulburarea scade (ΔS <0) | entropia crește (ΔS> 0) |
| creșterea entalpiei (+ ΔH) | scăderea entalpiei (-ΔH) |
Reacții endergonice și exergonice
Reacțiile endotermice și exoterme se referă la absorbția sau eliberarea căldurii. Există și alte tipuri de energie care pot fi produse sau absorbite de o reacție chimică. Exemple includ lumină și sunet. În general, reacțiile care implică energie pot fi clasificate în endergonice sau exergonice, O reacție endotermică este un exemplu de reacție endergonică. O reacție exotermică este un exemplu de reacție exergonică.
Fapte cheie
- Reacțiile endotermice și exotermice sunt reacții chimice care absorb și eliberează căldura, respectiv.
- Un bun exemplu de reacție endotermică este fotosinteza. Combustia este un exemplu de reacție exotermică.
- Clasificarea unei reacții ca endo- sau exotermică depinde de transferul de căldură net. În orice reacție dată, căldura este absorbită și eliberată. De exemplu, energia trebuie să fie introdusă într-o reacție de ardere pentru a începe (aprinderea unui foc cu o potrivire), dar apoi se eliberează mai multă căldură decât era necesar.
Resurse și lectură ulterioară
- Qian, Y. –Z. și colab. „Surse de Supernova Diverse pentru r-Proces." Jurnalul Astrofizic, vol. 494, nr. 1, 10 feb. 1998, pp. 285-296, doi: 10.1086 / 305198.
- Yin, Xi și colab. „Abordare cu autoîncălzire pentru producerea rapidă a nanostructurilor metalice uniforme.” Chimia nanomaterialelor pentru energie, biologie și multe altele, vol. 2, nr. 1, 26 aug. 2015, pp. 37-41, doi: 10.1002 / cnma.201500123.