Endotermiske og eksotermiske kjemiske reaksjoner

Mange kjemiske reaksjoner frigjør energi i form av varme, lys eller lyd. Disse er eksoterme reaksjoner. Eksoterme reaksjoner kan oppstå spontant og føre til høyere tilfeldighet eller entropi (ΔS> 0) av systemet. De er betegnet med en negativ varmestrøm (varme går tapt for omgivelsene) og reduserer enthalpi (ΔH <0). I laboratoriet produserer eksoterme reaksjoner varme eller kan til og med være eksplosive.

Det er andre kjemiske reaksjoner som må absorbere energi for å kunne fortsette. Disse er endotermiske reaksjoner. Endotermiske reaksjoner kan ikke oppstå spontant. Det må jobbes for å få disse reaksjonene. Når endotermiske reaksjoner absorberer energi, måles et temperaturfall under reaksjonen. Endotermiske reaksjoner er preget av positiv varmestrøm (inn i reaksjonen) og en økning i entalpi (+ ΔH).

Fotosyntese er et eksempel på en endotermisk kjemisk reaksjon. I denne prosessen bruker planter energien fra solen for å omdanne karbondioksid og vann til glukose og oksygen. Denne reaksjonen krever 15MJ energi (sollys) for hvert kilo glukose som produseres:

sollys + 6CO₂(g) + H₂O (l) = C₆H₁₂O₆(aq) + 6O₂(G)

Andre eksempler på endotermiske prosesser inkluderer:

• Løs opp ammoniumklorid i vann
• Sprekker alkaner
• Nukleosyntesen av elementer som er tyngre enn nikkel i stjerner
• Fordampende flytende vann
• Issmelting

Et eksempel på en eksoterm reaksjon er blandingen av natrium og klor for å gi bordsalt. Denne reaksjonen produserer 411 kJ energi for hvert mol salt som produseres:

Na (s) + 0,5Cl₂(s) = NaCl (s)

Andre eksempler på eksotermiske prosesser inkluderer:

• De termittreaksjon
• En nøytraliseringsreaksjon (f.eks. Blanding av en syre og en base for å danne et salt og vann)
• De fleste polymerisasjonsreaksjoner
• Forbrenning av drivstoff
• åndedrett
• Atomfisjon
• Korrosjon av metall (en oksidasjonsreaksjon)
• Å løse opp en syre i vann

Mange eksotermiske og endotermiske reaksjoner involverer giftige kjemikalier, ekstrem varme eller kulde, eller rotete avfallsmetoder. Et eksempel på en rask eksoterm reaksjon er å løse opp pulverformt vaskemiddel i hånden din med litt vann. Et eksempel på en lett endoterm reaksjon er å løse opp kaliumklorid (selges som salterstatning) i hånden din med vann.

Disse endotermiske og eksoterme demonstrasjonene er trygge og enkle:

• Spennende eksoterme reaksjoner å prøve: Varmer opp ting med en av disse enkle eksoterme reaksjonsdemonstrasjonene.
• Lag en endotermisk reaksjon: Noen endotermiske reaksjoner blir kalde nok til å forårsake frostskader. Her er et eksempel på en reaksjon som er trygg nok til at barna kan ta på.
• Hvordan lage en eksoterm kjemisk reaksjon: Noen eksoterme reaksjoner gir flammer og blir ekstremt varme (som termittreaksjonen). Her er en sikker eksoterm reaksjon som produserer varme, men ikke vil starte branner eller forårsake brannskader.
• Lag varm is av eddik og bakesoda: Natriumacetat eller "varm is" kan brukes som en endotermisk eller eksoterm reaksjon, avhengig av om du krystalliserer eller smelter det faste stoffet.

Her er en rask oversikt over forskjellene mellom endotermiske og eksotermiske reaksjoner:

Endotermiske og eksoterme reaksjoner refererer til absorpsjon eller frigjøring av varme. Det er andre typer energi som kan produseres eller absorberes av en kjemisk reaksjon. Eksempler inkluderer lys og lyd. Generelt kan reaksjoner som involverer energi klassifiseres som endergonic eller exergonic, En endotermisk reaksjon er et eksempel på en endergonic reaksjon. En eksoterm reaksjon er et eksempel på en eksergonisk reaksjon.

Nøkkelord

• Qian, Y.‐Z., et al. “Diverse Supernova Kilder for r-Prosess." The Astrophysical Journal, vol. 494, gnr. 1. februar. 1998, pp. 285-296, doi: 10.1086 / 305198.
• Yin, Xi, et al. "Selvoppvarmende tilnærming til rask produksjon av enhetlige metall nanostrukturer." Kemi av nanomaterialer for energi, biologi og mer, vol. 2, nei. 1, 26. aug. 2015, pp. 37-41, doi: 10.1002 / cnma.201500123.