Pochopenie endotermických a exotermických reakcií

Endotermické verzus exotermické

ThoughtCo / Bailey Mariner

Mnohé chemické reakcie uvoľňujú energiu vo forme tepla, svetla alebo zvuku. Toto sú exotermické reakcie . Exotermické reakcie môžu nastať spontánne a majú za následok vyššiu náhodnosť resp entropia (ΔS > 0 ) systému. Vyznačujú sa negatívnym tepelným tokom (teplo sa stráca do okolia) a poklesom entalpie (ΔH<0). In the lab, exothermic reactions produce heat or may even be explosive.

Existujú aj iné chemické reakcie, ktoré musia absorbovať energiu, aby mohli pokračovať. Toto sú endotermické reakcie . Endotermické reakcie nemôže nastať spontánne. Aby sa tieto reakcie vyskytli, je potrebné pracovať. Keď endotermické reakcie absorbujú energiu, počas reakcie sa meria pokles teploty. Endotermické reakcie sú charakterizované pozitívnym tokom tepla (do reakcie) a zvýšením entalpie (+ΔH).

Príklady endotermických a exotermických procesov

Fotosyntéza je príkladom endotermickej chemickej reakcie. V tomto procese rastliny využívajú energiu zo slnka na premenu oxidu uhličitého a vody na glukózu a kyslík. Táto reakcia vyžaduje 15 MJ energie (slnečné svetlo) na každý kilogram vyprodukovanej glukózy:

slnečné svetlo + 6CO_dva(g) + H_dva0(1) = C₆H₁₂O₆(aq) + 60_dva(g)

Ďalšie príklady endotermických procesov zahŕňajú:

• Rozpustenie chloridu amónneho vo vode
• Krakovanie alkánov
• Nukleosyntéza prvkov ťažších ako nikel vo hviezdach
• Odparujúca sa tekutá voda
• Topiaci sa ľad

Príkladom exotermickej reakcie je zmes sodíka a chlóru za vzniku stolovej soli. Táto reakcia produkuje 411 kJ energie na každý mol soli, ktorá sa vytvorí:

Na(s) + 0,5 Cl_dva(s) = NaCl(s)

Ďalšie príklady exotermických procesov zahŕňajú:

• The termitová reakcia
• Neutralizačná reakcia (napríklad zmiešanie kyseliny a zásady za vzniku soli a vody)
• Väčšina polymerizačných reakcií
• Spaľovanie paliva
• Dýchanie
• Jadrové štiepenie
• Korózia kovu (oxidačná reakcia)
• Rozpustenie kyseliny vo vode

Ukážky, ktoré môžete vykonať

Mnoho exotermických a endotermických reakcií zahŕňa toxické chemikálie, extrémne teplo alebo chlad alebo chaotické metódy likvidácie. Príkladom rýchlej exotermickej reakcie je rozpustenie práškového pracieho prostriedku v ruke s trochou vody. Príkladom ľahkej endotermickej reakcie je rozpustenie chloridu draselného (predávaného ako náhrada soli) vo vašej ruke vodou.

Tieto endotermické a exotermické demonštrácie sú bezpečné a jednoduché:

• Vzrušujúce exotermické reakcie na vyskúšanie : Zahrejte veci pomocou jednej z týchto jednoduchých ukážok exotermickej reakcie.
• Vytvorte endotermickú reakciu : Niektoré endotermické reakcie sa ochladia natoľko, že spôsobia omrzliny. Tu je príklad reakcie dostatočne bezpečnej na to, aby sa jej deti dotkli.
• Ako vytvoriť exotermickú chemickú reakciu : Niektoré exotermické reakcie vytvárajú plamene a sú extrémne horúce (ako termitová reakcia). Tu je bezpečná exotermická reakcia, ktorá produkuje teplo, ale nezačne požiar ani nespôsobí popáleniny.
• Vyrobte horúci ľad z octu a sódy bikarbóny : Octan sodný alebo „horúci ľad“ možno použiť buď ako endotermickú alebo exotermickú reakciu, v závislosti od toho, či kryštalizujete alebo roztápate pevnú látku.

Endotermické vs exotermické porovnanie

Tu je rýchly súhrn rozdielov medzi endotermickými a exotermickými reakciami:

Endotermický	Exotermický
teplo sa absorbuje (pocit chladu)	teplo sa uvoľňuje (cíti teplo)
Aby reakcia prebehla, musí sa pridať energia	reakcia nastáva spontánne
porucha klesá (ΔS<0)	entropia sa zvyšuje (ΔS > 0)
zvýšenie entalpie (+ΔH)	zníženie entalpie (-ΔH)

Endergonické a exergonické reakcie

Endotermické a exotermické reakcie sa týkajú absorpcie alebo uvoľňovania tepla. Existujú aj iné typy energie, ktoré môžu byť produkované alebo absorbované chemickou reakciou. Príklady zahŕňajú svetlo a zvuk. Vo všeobecnosti možno reakcie zahŕňajúce energiu klasifikovať ako endergonické alebo exergonické , Príkladom endergonickej reakcie je endotermická reakcia. Exotermická reakcia je príkladom exergonickej reakcie.

Kľúčové fakty

• Endotermické a exotermické reakcie sú chemické reakcie, ktoré absorbujú a uvoľňujú teplo.
• Dobrým príkladom endotermickej reakcie je fotosyntéza. Spaľovanie je príkladom exotermickej reakcie.
• Kategorizácia reakcie ako endo- alebo exotermická závisí od čistého prenosu tepla. Pri akejkoľvek danej reakcii sa teplo absorbuje aj uvoľňuje. Napríklad do spaľovacej reakcie sa musí vložiť energia, aby sa spustila (zapálenie ohňa zápalkou), ale potom sa uvoľní viac tepla, ako bolo potrebné.

Zdroje a ďalšie čítanie

• Qian, Y.-Z., a kol. Rôzne zdroje supernov pre r - Proces. The Astrophysical Journal , zv. 494, č. 1, 10. februára 1998, s. 285-296, doi:10.1086/305198.
• Yin, Xi a kol. Samozahrievací prístup k rýchlej výrobe jednotných kovových nanoštruktúr. Chémia nanomateriálov pre energetiku, biológiu a ďalšie , zv. 2, č. 1, 26. aug. 2015, s. 101-1 37-41, doi:10.1002/cnma.201500123.