Endoterminių ir egzoterminių reakcijų supratimas

Endoterminis vs egzoterminis

ThoughtCo / Bailey Mariner

Daugelis cheminių reakcijų išskiria energiją šilumos, šviesos ar garso pavidalu. Šitie yra egzoterminės reakcijos . Egzoterminės reakcijos gali atsirasti spontaniškai ir sukelti didesnį atsitiktinumą arba entropija (ΔS > 0 ) sistemos. Jie žymimi neigiamu šilumos srautu (šiluma prarandama aplinkai) ir entalpijos sumažėjimu (ΔH<0). In the lab, exothermic reactions produce heat or may even be explosive.

Yra ir kitų cheminių reakcijų, kurios turi sugerti energiją, kad vyktų. Šitie yra endoterminės reakcijos . Endoterminės reakcijos negali atsirasti spontaniškai. Norint, kad šios reakcijos pasireikštų, reikia dirbti. Kai endoterminės reakcijos sugeria energiją, reakcijos metu matuojamas temperatūros kritimas. Endoterminėms reakcijoms būdingas teigiamas šilumos srautas (į reakciją) ir entalpijos padidėjimas (+ΔH).

Endoterminių ir egzoterminių procesų pavyzdžiai

Fotosintezė yra endoterminės cheminės reakcijos pavyzdys. Šiame procese augalai naudoja saulės energiją, kad anglies dioksidą ir vandenį paverstų gliukoze ir deguonimi. Šiai reakcijai reikia 15 MJ energijos (saulės šviesos) kiekvienam pagamintam gliukozės kilogramui:

saulės šviesa + 6CO_du(g) + H_duO(l) = C₆H₁₂O₆(vandens) + 6O_du(g)

Kiti endoterminių procesų pavyzdžiai:

• Amonio chlorido tirpinimas vandenyje
• Krekingo alkanai
• Sunkesnių už nikelį elementų nukleosintezė žvaigždėse
• Garuojantis skystas vanduo
• Tirpstantis ledas

Egzoterminės reakcijos pavyzdys yra natrio ir chloro mišinys, kad susidarytų valgomoji druska. Ši reakcija sukuria 411 kJ energijos kiekvienam pagamintos druskos moliui:

Na(s) + 0,5Cl_du(s) = NaCl (-iai)

Kiti egzoterminių procesų pavyzdžiai:

• The termito reakcija
• Neutralizacijos reakcija (pvz., rūgšties ir bazės sumaišymas, kad susidarytų druska ir vanduo)
• Dauguma polimerizacijos reakcijų
• Kuro deginimas
• Kvėpavimas
• Branduolio dalijimasis
• Metalo korozija (oksidacijos reakcija)
• Rūgšties ištirpinimas vandenyje

Demonstracijos, kurias galite atlikti

Daugelis egzoterminių ir endoterminių reakcijų apima toksiškas chemines medžiagas, didelį karštį ar šaltį arba netvarkingus šalinimo būdus. Greitos egzoterminės reakcijos pavyzdys yra miltelių pavidalo skalbinių ploviklio ištirpinimas rankoje su trupučiu vandens. Lengvos endoterminės reakcijos pavyzdys yra kalio chlorido (parduodamas kaip druskos pakaitalas) ištirpinimas rankoje su vandeniu.

Šios endoterminės ir egzoterminės demonstracijos yra saugios ir lengvos:

• Išbandykite įdomias egzotermines reakcijas : Įkaitinkite dalykus naudodami vieną iš šių paprastų egzoterminių reakcijų demonstracijų.
• Sukurkite endoterminę reakciją : Kai kurios endoterminės reakcijos pakankamai šalta, kad sukeltų nušalimą. Štai pakankamai saugios reakcijos, kurią vaikai gali liesti, pavyzdys.
• Kaip sukurti egzoterminę cheminę reakciją : Kai kurios egzoterminės reakcijos sukelia liepsną ir labai įkaista (pvz., termito reakcija). Čia yra saugi egzoterminė reakcija, kuri gamina šilumą, bet nesukelia gaisro ir nesukelia nudegimų.
• Padarykite karštą ledą iš acto ir kepimo sodos : Natrio acetatas arba „karštas ledas“ gali būti naudojamas kaip endoterminė arba egzoterminė reakcija, priklausomai nuo to, ar kristalizuojate, ar tirpdote kietą medžiagą.

Endoterminis ir egzoterminis palyginimas

Štai trumpa endoterminių ir egzoterminių reakcijų skirtumų santrauka:

Endoterminis	Egzoterminis
šiluma sugeriama (jaučiasi šalta)	išsiskiria šiluma (jaučiasi šilta)
Reikia pridėti energijos, kad įvyktų reakcija	reakcija vyksta spontaniškai
sutrikimas mažėja (ΔS<0)	entropija didėja (ΔS > 0)
entalpijos padidėjimas (+ΔH)	entalpijos sumažėjimas (-ΔH)

Endergoninės ir eksergoninės reakcijos

Endoterminės ir egzoterminės reakcijos reiškia šilumos sugėrimą arba išsiskyrimą. Yra ir kitų energijos rūšių, kurios gali būti gaminamos arba sugertos cheminės reakcijos metu. Pavyzdžiui, šviesa ir garsas. Apskritai reakcijos, kuriose dalyvauja energija, gali būti klasifikuojamos kaip enderginis arba eksergoninis , Endoterminė reakcija yra endergoninės reakcijos pavyzdys. Egzoterminė reakcija yra egzergoninės reakcijos pavyzdys.

Pagrindiniai faktai

• Endoterminės ir egzoterminės reakcijos yra cheminės reakcijos, kurios atitinkamai sugeria ir išskiria šilumą.
• Geras endoterminės reakcijos pavyzdys yra fotosintezė. Degimas yra egzoterminės reakcijos pavyzdys.
• Reakcijos priskyrimas endo- arba egzoterminei reakcijai priklauso nuo grynojo šilumos perdavimo. Bet kurioje konkrečioje reakcijoje šiluma absorbuojama ir išsiskiria. Pavyzdžiui, energija turi būti įvedama į degimo reakciją, kad ji prasidėtų (užkurti laužą degtuku), tačiau tada išsiskiria daugiau šilumos, nei reikėjo.

Ištekliai ir tolesnis skaitymas

• Qian, Y.-Z. ir kt. Įvairūs supernovos šaltiniai r - Procesas. Astrofizikos žurnalas , t. 494, Nr. 1, 1998 m. vasario 10 d., p. 285-296, doi: 10.1086/305198.
• Yin, Xi ir kt. Savaime įkaistantis požiūris į greitą vienodų metalinių nanostruktūrų gamybą. Energijos, biologijos ir kt. nanomedžiagų chemija , t. 2, Nr. rugpjūčio 1 d., 26 d. 2015, 101-1 p 37-41, doi:10.1002/cnma.201500123.