Ендотермични и екзотермични реакции

Когато протичат химични реакции , те могат да отделят енергия под формата на топлина и се наричат ​​екзотермични, или трябва да абсорбират енергия, за да се появят, и в този случай те се наричат ​​ендотермични. Най-честите примери за тези типове реакции са горенето и фотосинтезата.

Ендотермични и екзотермични химични реакции

Химичните реакции са процеси, при които химичните връзки между атомите се разкъсват, образувайки нови връзки. В химичните реакции участват реагентите , които са веществата, които ще предизвикат реакцията, и продуктите , които са веществата, които се получават от химическата реакция.

В зависимост от начина, по който е включена енергията, тоест дали се абсорбира или освобождава, химичните реакции могат да бъдат съответно ендотермични или екзотермични.

Какво представляват ендотермичните реакции

Думата ендотермичен идва от гръцките термини: endo , което означава „навътре“ и thermos , което означава „топлина“. Следователно в химията се използва за обозначаване на реакции, които абсорбират енергия. Тези реакции не възникват спонтанно, а изискват влагане на енергия.

Когато ендотермичните реакции абсорбират енергия, по време на реакцията настъпва спад на температурата. Те също така се характеризират с увеличаване на енталпията (+ ΔH), което е величина, показваща съдържанието на топлина.

Често срещан пример за ендотермична реакция е фотосинтезата. В този процес растенията абсорбират светлинна енергия и превръщат въглеродния диоксид и водата в кислород и глюкоза, хранителни вещества за растенията. За да се произведе един килограм глюкоза, тази реакция изисква голямо количество енергия, което се осигурява от слънчевата светлина.

Какво представляват екзотермичните реакции

Думата екзотермичен произлиза от гръцките корени exo , което означава „навън“ и thermos , което означава „топлина“. Екзотермичните химични реакции освобождават енергия под формата на топлина. В случай на експлозии се излъчва и кинетична енергия.

Екзотермичните реакции могат да възникнат спонтанно. По същия начин те имат по-висока ентропия (ΔS > 0) и по-ниска енталпия (ΔH < 0). Екзотермичните реакции също могат да бъдат експлозивни.

Пример за често срещана екзотермична реакция е горенето, което възниква при запалване на кибрит или дърва за огрев.

Примери за ендотермични и екзотермични реакции

Някои примери за ендотермични реакции са:

• Разтворът на амониев хлорид (NH ₄ Cl) във вода.
• Изпаряване на течна вода.
• топи лед.
• Разлагането на водата на водород (Н) и кислород (О).
• Производство на озон (O ₃ ).
• Разграждането на въглеродния диоксид (CO ₂ ) на въглерод и кислород.
• Разграждането на протеини под въздействието на топлина.
• Разлагане на калциев карбонат (CaCO ₃ ).
• Реакцията на хлороводород (HCl) с алуминий за получаване на водород.

Някои примери за екзотермични реакции са:

• Сместа от натрий и хлор за производство на готварска сол.
• Изгарянето на дърва, въглища и петрол.
• Термитна реакция.
• Смес от киселина и основа.
• Дишането.
• Ядрено делене.
• Корозията на метала.
• Разтворете киселина във вода.
• Кондензация на водна пара.
• Реакцията на метали с халогени или кислород.

Експерименти с ендотермични и екзотермични реакции

За по-добро разбиране как протичат ендотермични и екзотермични реакции и как енергията се абсорбира и освобождава под формата на топлина, могат да се извършат следните експерименти.

Експерименти с ендотермични реакции

експериментирайте с оцет

Материали

• Оцет или лимонов сок
• Сода бикарбонат
• чаша
• лабораторен термометър

Приготвяне : поставете малко оцет в чаша и поставете термометъра. Изчакайте 5 минути, докато температурата се стабилизира. След това добавете малки супени лъжици сода за хляб. Наблюдавайте как сместа абсорбира топлината и намалява температурата.

Експеримент с солена киселина

За провеждането на този експеримент е важно да бъдете внимателни при боравенето с материалите.

Материали :

Солна киселина (солна киселина) 25%

Сода бикарбонат

лабораторен термометър

Начин на приготвяне : поставете малко солна киселина в съд. Добавете няколко малки супени лъжици сода за хляб . Наблюдавайте как протича реакцията при поглъщане на топлина и понижаване на температурата до няколко градуса под нулата.

Експерименти с екзотермични реакции

експеримент с пяна

• Материали :
  • Водороден пероксид (H ₂ O ₂ )
  • Калиев йодид (Kl)
  • Купа
• Приготвяне : първо поставете водородния прекис в съда. След това добавете калиев йодид. Изчакайте няколко секунди и наблюдавайте как се развива химическата реакция.

Химичните реакции протичат с определена скорост, която се нарича кинетика на реакцията. Някои съединения могат да увеличат скоростта на реакцията или да я забавят. Тези вещества се наричат ​​съответно катализатори и инхибитори. Чрез смесване на водороден прекис с калиев йодид започва реакцията на разлагане на водородния прекис. В резултат на това се образуват кислородни мехурчета.

експеримент с горещ лед

• Материали :
  • Оцет
  • Сода бикарбонат
  • тенджера
  • Стъклен съд с капак (топлоустойчив)
  • Чиния
• Начин на приготвяне : към половин литър оцет бавно добавете 2 супени лъжици сода за хляб. Тази смес ще предизвика ефервесцентен ефект. Когато шупването спре, сместа се вари в тенджера за час на умерена температура, докато започне да се образува коричка по повърхността на течността. Свалете от котлона и изсипете останалата течност, която сега е натриев ацетат, в стъкления съд. Покрийте добре и оставете да стегне в хладилника за половин час. Остържете с лъжица кристалчетата, които са останали по ръба и дъното на тенджерата. Поставете ги в чиния. След половин час внимателно извадете стъкления съд от хладилника и го открийте. Вземете малко кристали от чинията и ги изсипете в течността. Наблюдавайте как течността кристализира и става гореща.

При смесване на оцет и натриев бикарбонат възниква реакция, при която се отделя въглероден диоксид под формата на мехурчета и се получава натриев ацетат в течно състояние. Когато сместа заври, водата се изпарява и остава разтвор, който се втвърдява при температура под 54°C. Чрез бързо охлаждане на сместа разтворът остава течен, въпреки че е под точката си на замръзване. Тъй като остава в нестабилно състояние, всяка намеса, като тази, която възниква при хвърляне на кристали, променя реда на молекулите, причинявайки кристализация и освобождаване на топлина. Това създава ефекта на горещ лед.

Библиография

• Различни автори. преподавам химия. От вещества до химическа реакция. (2020 г.). Испания. Редакционен Грао.
• Sykes, P. Реакционни механизми в органичната химия. (2009). Испания. Редакционно връщане.
• Levenspiel, O. Инженерни химични реакции . (2009). Испания. Редакционно връщане.