Reacții endoterme și exoterme

Când au loc reacții chimice , ele pot elibera energie sub formă de căldură și sunt numite exoterme sau au nevoie să absoarbă energie pentru a avea loc, iar în acest caz sunt numite endoterme. Cele mai comune exemple ale acestor tipuri de reacții sunt arderea și fotosinteza.

Reacții chimice endoterme și exoterme

Reacțiile chimice sunt procese în care legăturile chimice dintre atomi sunt rupte, formând noi legături. În reacțiile chimice participă reactanții , care sunt substanțele care vor da naștere reacției, și produșii , care sunt substanțele care se obțin în urma reacției chimice.

În funcție de modul în care este implicată energia, adică dacă este absorbită sau eliberată, reacțiile chimice pot fi endoterme sau, respectiv, exoterme.

Ce sunt reacțiile endoterme

Cuvântul endotermic provine din termenii greci: endo , care înseamnă „în interior” și termos , care înseamnă „căldură”. Prin urmare, este folosit în chimie pentru a se referi la reacții care absorb energie. Aceste reacții nu apar spontan, ci necesită aport de energie.

Când reacțiile endoterme absorb energie, în timpul reacției are loc o scădere a temperaturii. Ele sunt, de asemenea, caracterizate prin creșterea entalpiei (+ ΔH), care este o magnitudine care indică conținutul de căldură.

Un exemplu comun de reacție endotermă este fotosinteza. În acest proces, plantele absorb energia luminii și transformă dioxidul de carbon și apa în oxigen și glucoză, un nutrient pentru plante. Pentru a produce un kilogram de glucoză, această reacție necesită o cantitate mare de energie, care este furnizată de lumina soarelui.

Ce sunt reacțiile exoterme

Cuvântul exotermic este derivat din rădăcinile grecești exo , care înseamnă „exterior” și termos , care înseamnă „căldură.” Reacțiile chimice exoterme eliberează energie sub formă de căldură. În cazul exploziilor se emite și energie cinetică.

Reacțiile exoterme pot apărea spontan. De asemenea, au entropie mai mare (ΔS > 0) și entalpie mai mică (ΔH < 0). Reacțiile exoterme pot fi, de asemenea, explozive.

Un exemplu de reacție exotermă comună este arderea care are loc la aprinderea unui chibrit sau a lemnului de foc.

Exemple de reacții endoterme și exoterme

Câteva exemple de reacții endoterme sunt:

• Soluția de clorură de amoniu (NH ₄ Cl) în apă.
• Evaporarea apei lichide.
• topiți gheața.
• Descompunerea apei în hidrogen (H) și oxigen (O).
• Producția de ozon (O ₃ ).
• Descompunerea dioxidului de carbon (CO ₂ ) în carbon și oxigen.
• Descompunerea proteinelor prin acțiunea căldurii.
• Descompunerea carbonatului de calciu (CaCO ₃ ).
• Reacția clorurii de hidrogen (HCl) cu aluminiul pentru a produce hidrogen.

Câteva exemple de reacții exoterme sunt:

• Amestecul de sodiu și clor pentru a produce sare de masă.
• Arderea lemnului, a cărbunelui și a petrolului.
• Reacția termică.
• Amestecul de un acid și o bază.
• Respirația.
• Fisiune nucleara.
• Coroziunea metalului.
• Se dizolvă un acid în apă.
• Condensarea vaporilor de apă.
• Reacția metalelor cu halogenii sau oxigenul.

Experimente de reacție endotermă și exotermă

Pentru a înțelege în continuare cum apar reacțiile endoterme și exoterme și cum energia este absorbită și eliberată sub formă de căldură, pot fi efectuate următoarele experimente.

Experimente de reacție endotermă

experimentează cu oțet

Materiale

• Oțet sau suc de lămâie
• Bicarbonat de sodiu
• pahar
• termometru de laborator

Mod de preparare : se pune putin otet intr-un pahar si se introduce termometrul. Așteptați 5 minute până când temperatura se stabilizează. Apoi adăugați linguri mici de bicarbonat de sodiu. Observați cum amestecul absoarbe căldura și reduce temperatura.

Experimentul acidului muriatic

Pentru a realiza acest experiment este important să fiți atenți la manipularea materialelor.

Materiale :

Acid muriatic (acid clorhidric) 25%

Bicarbonat de sodiu

termometru de laborator

Mod de preparare : se pune putin acid clorhidric intr-un recipient. Adăugați câteva linguri mici de bicarbonat de sodiu . Observați cum are loc reacția absorbind căldură și scăzând temperatura la câteva grade sub zero.

Experimente de reacție exotermă

experimentul spumei

• Materiale :
  • Peroxid de hidrogen _{( H2O2} )
  • iodură de potasiu (Kl)
  • Castron
• Preparare : mai întâi, puneți peroxidul de hidrogen în recipient. Apoi adăugați iodură de potasiu. Așteptați câteva secunde și observați cum se dezvoltă reacția chimică.

Reacțiile chimice au loc cu o anumită viteză, care se numește cinetică a reacției. Unii compuși pot crește viteza reacției sau o pot încetini. Aceste substanțe sunt numite catalizatori și, respectiv, inhibitori. Prin amestecarea peroxidului de hidrogen cu iodură de potasiu a început reacția de descompunere a peroxidului de hidrogen. Ca rezultat, se produc bule de oxigen.

experiment cu gheață fierbinte

• Materiale :
  • Oţet
  • Bicarbonat de sodiu
  • Cratiţă
  • Recipient din sticlă cu capac (rezistent la căldură)
  • Farfurie
• Mod de preparare : la jumatate de litru de otet adaugati incet 2 linguri de bicarbonat de sodiu. Acest amestec va produce un efect efervescent. Când se termină efervescența, fierbeți amestecul într-o cratiță timp de o oră, la temperatură moderată, până când începe să se formeze o crustă pe suprafața lichidului. Se ia de pe foc și se toarnă lichidul rămas, care acum este acetat de sodiu, în recipientul de sticlă. Se acoperă bine și se lasă la frigider pentru o jumătate de oră. Răzuiți cu o lingură cristalele care au rămas pe marginea și fundul cratiței. Pune-le pe o farfurie. După o jumătate de oră, scoateți cu grijă recipientul de sticlă din frigider și descoperiți-l. Luați câteva cristale din farfurie și turnați-le în lichid. Observați cum lichidul cristalizează și devine fierbinte.

La amestecarea oțetului și a bicarbonatului de sodiu, are loc o reacție în care dioxidul de carbon este eliberat sub formă de bule și se produce acetat de sodiu în stare lichidă. Când amestecul fierbe, apa se evaporă și rămâne o soluție care se solidifică la mai puțin de 54°C. Prin răcirea rapidă a amestecului, soluția rămâne lichidă chiar dacă este sub punctul său de îngheț. Deoarece rămâne într-o stare instabilă, orice interferență, cum ar fi cea care apare atunci când sunt aruncate cristale, schimbă ordinea moleculelor, provocând cristalizarea și eliberarea de căldură. Aceasta produce efectul de gheață fierbinte.

Bibliografie

• Diverși autori. preda chimie. De la substanțe la reacția chimică. (2020). Spania. Editorial Grao.
• Sykes, P. Mecanisme de reacție în chimia organică. (2009). Spania. Editorial Reverté.
• Levenspiel, O. Engineering Chemical Reactions . (2009). Spania. Editorial Reverté.