Înțelegerea reacțiilor endotermice și exotermice

Multe reacții chimice eliberează energie sub formă de căldură, lumină sau sunet. Acestea sunt reacții exotermice. Reacțiile exotermice pot să apară spontan și au ca rezultat o mai mare aleatorie sau o entropie (ΔS> 0) a sistemului. Acestea sunt notate de un flux de căldură negativ (se pierde căldură în împrejurimi) și scăderea entalpiei (ΔH < 0). In the lab, exothermic reactions produce heat or may even be explosive.

Există și alte reacții chimice care trebuie să absoarbă energie pentru a continua. Acestea sunt reacții endotermice. Reacțiile endotermice nu pot apărea 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 sunt caracterizate prin fluxul de căldură pozitiv (în reacție) și o creștere a entalpiei (+ ΔH).

Exemple de procese endotermice și exotermice

Fotosinteza 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 15MJ 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:

• Reacția 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 exotermică rapidă este dizolvarea detergentului de rufe pulbere în mână cu un pic de apă. Un exemplu de reacție endotermică ușoară este dizolvarea clorurii de potasiu (vândută ca înlocuitor de sare) în mâna ta cu apă.

Aceste demonstrații endotermice și exoterme sunt sigure și ușoare:

• Reacții exotermice incitante pentru a încerca: încălziți lucrurile cu una dintre aceste simple demonstrații de reacție exotermică.
• Creați o reacție endotermă: Unele reacții endotermice devin suficient de reci pentru a provoca degerături. Iată un exemplu de reacție suficient de sigur pentru a putea atinge copiii.
• Cum să creezi o reacție chimică exotermă: Unele reacții exoterme produc flăcări și devin extrem de fierbinți (cum ar fi 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 bicarbonat de sodiu: acetatul de sodiu sau „gheața fierbinte” poate fi utilizat 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)