Endoterme og eksoterme reaksjoner

Når kjemiske reaksjoner oppstår , kan de frigjøre energi i form av varme, og kalles eksoterme, eller de trenger å absorbere energi for å oppstå, og i dette tilfellet kalles de endoterme. De vanligste eksemplene på denne typen reaksjoner er forbrenning og fotosyntese.

Endoterme og eksoterme kjemiske reaksjoner

Kjemiske reaksjoner er prosesser der kjemiske bindinger mellom atomer brytes, og danner nye bindinger. I kjemiske reaksjoner deltar reaktantene , som er stoffene som vil gi opphav til reaksjonen, og produktene , som er stoffene som oppnås fra den kjemiske reaksjonen.

Avhengig av måten energi er involvert på, det vil si om den absorberes eller frigjøres, kan kjemiske reaksjoner være henholdsvis endoterme eller eksoterme.

Hva er endoterme reaksjoner

Ordet endotermisk kommer fra de greske termene: endo , som betyr «innover» og termos , som betyr «varme». Derfor brukes det i kjemi for å referere til reaksjoner som absorberer energi. Disse reaksjonene skjer ikke spontant, men krever tilførsel av energi.

Når endoterme reaksjoner absorberer energi, oppstår et temperaturfall under reaksjonen. De er også preget av økningen i entalpien (+ ΔH), som er en størrelse som indikerer varmeinnholdet.

Et vanlig eksempel på en endoterm reaksjon er fotosyntese. I denne prosessen absorberer planter lysenergi og omdanner karbondioksid og vann til oksygen og glukose, et plantenæringsstoff. For å produsere ett kilo glukose krever denne reaksjonen en stor mengde energi, som leveres av sollys.

Hva er eksoterme reaksjoner

Ordet eksoterm er avledet fra de greske røttene exo , som betyr «utad» og termos , som betyr «varme». Eksotermiske kjemiske reaksjoner frigjør energi i form av varme. Ved eksplosjoner sendes det også ut kinetisk energi.

Eksoterme reaksjoner kan oppstå spontant. På samme måte har de høyere entropi (ΔS > 0) og lavere entalpi (ΔH < 0). Eksoterme reaksjoner kan også være eksplosive.

Et eksempel på en vanlig eksoterm reaksjon er forbrenningen som oppstår ved tenning av fyrstikk eller ved.

Eksempler på endoterme og eksoterme reaksjoner

Noen eksempler på endoterme reaksjoner er:

• Løsningen av ammoniumklorid (NH ₄ Cl) i vann.
• Fordampning av flytende vann.
• smelte is.
• Spaltning av vann til hydrogen (H) og oksygen (O).
• Ozonproduksjon (O ₃ ).
• Nedbrytningen av karbondioksid (CO ₂ ) til karbon og oksygen.
• Nedbryting av proteiner ved påvirkning av varme.
• Nedbrytingen av kalsiumkarbonat (CaCO ₃ ).
• Reaksjonen av hydrogenklorid (HCl) med aluminium for å produsere hydrogen.

Noen eksempler på eksoterme reaksjoner er:

• Blandingen av natrium og klor for å produsere bordsalt.
• Forbrenning av ved, kull og olje.
• Termittreaksjon.
• Blandingen av en syre og en base.
• Pusten.
• Atomfisjon.
• Korrosjonen av metallet.
• Løs opp en syre i vann.
• Kondensering av vanndamp.
• Reaksjonen av metaller med halogener eller oksygen.

Endoterme og eksoterme reaksjonsforsøk

For ytterligere å forstå hvordan endoterme og eksoterme reaksjoner oppstår og hvordan energi absorberes og frigjøres i form av varme, kan følgende eksperimenter utføres.

Endotermiske reaksjonsforsøk

eksperimentere med eddik

Materialer

• Eddik eller sitronsaft
• Natrium bikarbonat
• begerglass
• laboratorietermometer

Tilberedning : legg litt eddik i et beger og sett inn termometeret. Vent 5 minutter til temperaturen stabiliserer seg. Tilsett så små spiseskjeer med natron. Observer hvordan blandingen absorberer varme og reduserer temperaturen.

Muriatinsyreeksperiment

For å gjennomføre dette eksperimentet er det viktig å være forsiktig med håndteringen av materialene.

Materialer :

Muriatinsyre (saltsyre) 25 %

Natrium bikarbonat

laboratorietermometer

Tilberedning : legg litt saltsyre i en beholder. Tilsett noen små spiseskjeer med natron . Observer hvordan reaksjonen foregår ved å absorbere varme og senke temperaturen til noen få minusgrader.

Eksoterme reaksjonsforsøk

skumeksperiment

• Materialer :
  • Hydrogenperoksid (H ₂ O ₂ )
  • Kaliumjodid (Kl)
  • Bolle
• Forberedelse : legg først hydrogenperoksidet i beholderen. Tilsett deretter kaliumjodid. Vent noen sekunder og se hvordan den kjemiske reaksjonen utvikler seg.

Kjemiske reaksjoner foregår med en viss hastighet, som kalles reaksjonskinetikk. Noen forbindelser kan øke reaksjonshastigheten eller bremse den. Disse stoffene kalles henholdsvis katalysatorer og inhibitorer. Ved å blande hydrogenperoksid med kaliumjodid begynte nedbrytningsreaksjonen av hydrogenperoksid. Som et resultat produseres det oksygenbobler.

eksperiment med varm is

• Materialer :
  • Eddik
  • Natrium bikarbonat
  • Kasserolle
  • Glassbeholder med lokk (varmebestandig)
  • Rett
• Tilberedning : til en halv liter eddik tilsett 2 ss natron sakte. Denne blandingen vil gi en brusende effekt. Når brusingen slutter, koker du blandingen i en kjele i en time, ved moderat temperatur, til det begynner å danne seg en skorpe på væskeoverflaten. Fjern fra varmen og hell den gjenværende væsken, som nå er natriumacetat, i glassbeholderen. Dekk den godt til og la den avkjøles i kjøleskapet i en halvtime. Skrap med en skje krystallene som har blitt igjen på kanten og bunnen av kasserollen. Legg dem på en tallerken. Etter en halv time, fjern glassbeholderen forsiktig fra kjøleskapet og avdekk den. Ta noen krystaller fra platen og hell dem i væsken. Se hvordan væsken krystalliserer og blir varm.

Ved blanding av eddik og natriumbikarbonat oppstår det en reaksjon hvor karbondioksid frigjøres i form av bobler og natriumacetat produseres i flytende tilstand. Når blandingen koker, fordamper vannet og det blir igjen en løsning som stivner ved mindre enn 54°C. Ved hurtig avkjøling av blandingen forblir løsningen flytende selv om den er under frysepunktet. Siden det forblir i en ustabil tilstand, endrer enhver interferens, slik som den som oppstår når krystaller kastes, rekkefølgen på molekylene, noe som forårsaker krystallisering og varme frigjøres. Dette gir effekten av varm is.

Bibliografi

• Ulike forfattere. undervise i kjemi. Fra stoffer til kjemisk reaksjon. (2020). Spania. Redaksjonell Grao.
• Sykes, P. Reaksjonsmekanismer i organisk kjemi. (2009). Spania. Redaksjonell Reverté.
• Levenspiel, O. Engineering Chemical Reactions . (2009). Spania. Redaksjonell Reverté.