Endotherme en exotherme reacties begrijpen

Endotherm versus exotherm

ThoughtCo / Bailey Mariner

Bij veel chemische reacties komt energie vrij in de vorm van warmte, licht of geluid. Dit zijn exotherme reacties . Exotherme reacties kunnen spontaan optreden en resulteren in een grotere willekeur of entropie (ΔS > 0 ) van het systeem. Ze worden aangeduid met een negatieve warmtestroom (warmte gaat verloren aan de omgeving) en afname in enthalpie (ΔH<0). In the lab, exothermic reactions produce heat or may even be explosive.

Er zijn andere chemische reacties die energie moeten absorberen om verder te kunnen gaan. Dit zijn endotherme reacties . Endotherme reacties kan niet spontaan ontstaan. Er moet gewerkt worden om deze reacties te laten plaatsvinden. Wanneer endotherme reacties energie absorberen, wordt tijdens de reactie een temperatuurdaling gemeten. Endotherme reacties worden gekenmerkt door een positieve warmtestroom (in de reactie) en een toename van de enthalpie (+ΔH).

Voorbeelden van endotherme en exotherme processen

Fotosynthese is een voorbeeld van een endotherme chemische reactie. Daarbij gebruiken planten de energie van de zon om koolstofdioxide en water om te zetten in glucose en zuurstof. Deze reactie vereist 15MJ energie (zonlicht) voor elke kilogram glucose die wordt geproduceerd:

zonlicht + 6CO_twee(g) + H_tweeO(l) = C₆H₁₂O₆(aq) + 6O_twee(g)

Andere voorbeelden van endotherme processen zijn onder meer:

• Ammoniumchloride oplossen in water
• Alkanen kraken
• Nucleosynthese van elementen zwaarder dan nikkel in sterren
• Vloeibaar water verdampen
• Smeltend ijs

Een voorbeeld van een exotherme reactie is het mengsel van natrium en chloor om keukenzout op te leveren. Deze reactie levert 411 kJ energie op voor elke geproduceerde mol zout:

Na('s) + 0,5Cl_twee(s) = NaCl('s)

Andere voorbeelden van exotherme processen zijn onder meer:

• De thermiet reactie
• Een neutralisatiereactie (bijvoorbeeld het mengen van een zuur en een base om een ​​zout en water te vormen)
• De meeste polymerisatiereacties
• Verbranding van een brandstof
• Ademhaling
• kernsplijting
• Corrosie van metaal (een oxidatiereactie)
• Een zuur oplossen in water

Demonstraties die u kunt uitvoeren

Bij veel exotherme en endotherme reacties zijn giftige chemicaliën, extreme hitte of kou of rommelige verwijderingsmethoden betrokken. Een voorbeeld van een snelle exotherme reactie is het oplossen van waspoeder in je hand met een beetje water. Een voorbeeld van een gemakkelijke endotherme reactie is het oplossen van kaliumchloride (verkocht als zoutvervanger) in je hand met water.

Deze endotherme en exotherme demonstraties zijn veilig en gemakkelijk:

• Spannende exotherme reacties om te proberen : Verwarm de zaken met een van deze eenvoudige demonstraties van exotherme reacties.
• Creëer een endotherme reactie : Sommige endotherme reacties worden koud genoeg om bevriezing te veroorzaken. Hier is een voorbeeld van een reactie die veilig genoeg is voor kinderen om aan te raken.
• Hoe een exotherme chemische reactie te creëren? : Sommige exotherme reacties produceren vlammen en worden extreem heet (zoals de thermietreactie). Hier is een veilige exotherme reactie die warmte produceert maar geen brand veroorzaakt of brandwonden veroorzaakt.
• Maak heet ijs van azijn en bakpoeder : Natriumacetaat of 'heet ijs' kan worden gebruikt als een endotherme of exotherme reactie, afhankelijk van of u de vaste stof kristalliseert of smelt.

Endotherme versus exotherme vergelijking

Hier is een korte samenvatting van de verschillen tussen endotherme en exotherme reacties:

endotherm	exotherm
warmte wordt geabsorbeerd (voelt koud aan)	er komt warmte vrij (voelt warm aan)
energie moet worden toegevoegd om reactie te laten plaatsvinden	reactie vindt spontaan plaats
stoornis neemt af (ΔS<0)	entropie neemt toe (ΔS > 0)
toename van enthalpie (+ΔH)	afname van enthalpie (-ΔH)

Endergonische en exergonische reacties

Endotherme en exotherme reacties verwijzen naar de absorptie of afgifte van warmte. Er zijn andere soorten energie die kunnen worden geproduceerd of geabsorbeerd door een chemische reactie. Voorbeelden zijn licht en geluid. Over het algemeen kunnen reacties waarbij energie betrokken is, worden geclassificeerd als: endergonisch of exergonic , Een endotherme reactie is een voorbeeld van een endergonische reactie. Een exotherme reactie is een voorbeeld van een exergonische reactie.

Belangrijkste feiten

• Endotherme en exotherme reacties zijn chemische reacties die respectievelijk warmte absorberen en afgeven.
• Een goed voorbeeld van een endotherme reactie is fotosynthese. Verbranding is een voorbeeld van een exotherme reactie.
• De indeling van een reactie als endo- of exotherm hangt af van de netto warmteoverdracht. Bij elke reactie wordt warmte zowel geabsorbeerd als afgegeven. Er moet bijvoorbeeld energie worden ingevoerd in een verbrandingsreactie om deze te starten (een vuur aansteken met een lucifer), maar dan komt er meer warmte vrij dan nodig was.

Bronnen en verder lezen

• Qian, Y.Z., et al. Diverse Supernova-bronnen voor de r -Proces. Het astrofysische tijdschrift , vol. 494, nee. 1, 10 februari 1998, p. 285-296, doi:10.1086/305198.
• Yin, Xi, et al. Zelfverhittingsbenadering voor de snelle productie van uniforme metalen nanostructuren. Chemie van nanomaterialen voor energie, biologie en meer , vol. 2, nee. 1, 26 aug. 2015, blz. 101-1 37-41, doi:10.1002/cnma.201500123.