Endotermiska och exoterma reaktioner

När kemiska reaktioner inträffar kan de frigöra energi i form av värme, och kallas exotermiska, eller så behöver de absorbera energi för att uppstå, och i det här fallet kallas de endotermiska. De vanligaste exemplen på dessa typer av reaktioner är förbränning och fotosyntes.

Endotermiska och exoterma kemiska reaktioner

Kemiska reaktioner är processer där kemiska bindningar mellan atomer bryts och bildar nya bindningar. I kemiska reaktioner deltar reaktanterna , som är de ämnen som kommer att ge upphov till reaktionen, och produkterna , som är de ämnen som erhålls från den kemiska reaktionen.

Beroende på hur energi är involverad, det vill säga om den absorberas eller frigörs, kan kemiska reaktioner vara endotermiska respektive exoterma.

Vad är endotermiska reaktioner

Ordet endotermisk kommer från de grekiska termerna: endo , som betyder ”inåt” och termos , som betyder ”värme”. Därför används det i kemi för att hänvisa till reaktioner som absorberar energi. Dessa reaktioner sker inte spontant, utan kräver tillförsel av energi.

När endotermiska reaktioner absorberar energi uppstår ett temperaturfall under reaktionen. De kännetecknas också av ökningen av entalpi (+ ΔH), vilket är en storlek som indikerar värmeinnehållet.

Ett vanligt exempel på en endoterm reaktion är fotosyntes. I denna process absorberar växter ljusenergi och omvandlar koldioxid och vatten till syre och glukos, ett växtnäringsämne. För att producera ett kilo glukos kräver denna reaktion en stor mängd energi, som tillhandahålls av solljus.

Vad är exotermiska reaktioner

Ordet exotermisk kommer från de grekiska rötterna exo , som betyder ”utåt” och termos , som betyder ”värme”. Exotermiska kemiska reaktioner frigör energi i form av värme. Vid explosioner avges även kinetisk energi.

Exotermiska reaktioner kan uppstå spontant. Likaså har de högre entropi (ΔS > 0) och lägre entalpi (ΔH < 0). Exotermiska reaktioner kan också vara explosiva.

Ett exempel på en vanlig exoterm reaktion är den förbränning som uppstår när man tänder en tändsticka eller ved.

Exempel på endotermiska och exoterma reaktioner

Några exempel på endotermiska reaktioner är:

• Lösningen av ammoniumklorid (NH ₄ Cl) i vatten.
• Avdunstning av flytande vatten.
• smälta is.
• Nedbrytning av vatten till väte (H) och syre (O).
• Ozonproduktion (O ₃ ).
• Nedbrytningen av koldioxid (CO ₂ ) till kol och syre.
• Nedbrytning av proteiner genom inverkan av värme.
• Nedbrytningen av kalciumkarbonat (CaCO ₃ ).
• Reaktionen av väteklorid (HCl) med aluminium för att producera väte.

Några exempel på exoterma reaktioner är:

• Blandningen av natrium och klor för att producera bordssalt.
• Förbränning av ved, kol och olja.
• Termit reaktion.
• Blandningen av en syra och en bas.
• Andningen.
• Kärnfission.
• Metallens korrosion.
• Lös upp en syra i vatten.
• Kondensering av vattenånga.
• Reaktionen av metaller med halogener eller syre.

Endotermiska och exoterma reaktionsexperiment

För att ytterligare förstå hur endotermiska och exoterma reaktioner uppstår och hur energi absorberas och frigörs i form av värme kan följande experiment utföras.

Endotermiska reaktionsexperiment

experimentera med vinäger

Material

• Vinäger eller citronsaft
• Natriumbikarbonat
• bägare
• laboratorietermometer

Förberedelse : lägg lite vinäger i en bägare och sätt in termometern. Vänta 5 minuter tills temperaturen stabiliseras. Tillsätt sedan små matskedar bakpulver. Observera hur blandningen absorberar värme och sänker temperaturen.

Muriatinsyraexperiment

För att genomföra detta experiment är det viktigt att vara försiktig med hanteringen av materialen.

Material :

Muriatinsyra (saltsyra) 25 %

Natriumbikarbonat

laboratorietermometer

Beredning : lägg lite saltsyra i en behållare. Tillsätt några små matskedar bakpulver . Observera hur reaktionen sker genom att absorbera värme och sänka temperaturen till några minusgrader.

Exotermiska reaktionsexperiment

skumexperiment

• Material :
  • Väteperoxid (H ₂ O ₂ )
  • Kaliumjodid (Kl)
  • skål
• Förberedelse : lägg först väteperoxiden i behållaren. Tillsätt sedan kaliumjodiden. Vänta några sekunder och observera hur den kemiska reaktionen utvecklas.

Kemiska reaktioner fortskrider med en viss hastighet, vilket kallas reaktionskinetik. Vissa föreningar kan öka reaktionshastigheten eller sakta ner den. Dessa ämnen kallas katalysatorer respektive inhibitorer. Genom att blanda väteperoxid med kaliumjodid började nedbrytningsreaktionen av väteperoxid. Som ett resultat bildas syrebubblor.

experiment med het is

• Material :
  • Vinäger
  • Natriumbikarbonat
  • Kastrull
  • Glasbehållare med lock (värmebeständig)
  • Maträtt
• Förberedelse : till en halv liter vinäger tillsätt långsamt 2 matskedar bakpulver. Denna blandning ger en brusande effekt. När bruset tar slut, koka blandningen i en kastrull i en timme, vid måttlig temperatur, tills en skorpa börjar bildas på vätskeytan. Ta bort från värmen och häll den återstående vätskan, som nu är natriumacetat, i glasbehållaren. Täck den väl och låt den svalna i kylen en halvtimme. Skrapa med en sked kristallerna som blivit kvar på kanten och botten av kastrullen. Lägg dem på en tallrik. Efter en halvtimme, ta försiktigt bort glasbehållaren från kylskåpet och avtäck den. Ta några kristaller från plattan och häll dem i vätskan. Observera hur vätskan kristalliserar och blir varm.

Vid blandning av vinäger och natriumbikarbonat uppstår en reaktion där koldioxid frigörs i form av bubblor och natriumacetat produceras i flytande tillstånd. När blandningen kokar avdunstar vattnet och en lösning blir kvar som stelnar vid mindre än 54°C. Genom att snabbt kyla blandningen förblir lösningen flytande även om den är under sin fryspunkt. Eftersom det förblir i ett instabilt tillstånd, ändrar all störning, såsom den som uppstår när kristaller kastas, ordningen på molekylerna, vilket orsakar kristallisation och värme frigörs. Detta ger effekten av het is.

Bibliografi

• Olika författare. lära ut kemi. Från ämnen till kemisk reaktion. (2020). Spanien. Redaktionell Grao.
• Sykes, P. Reaktionsmekanismer i organisk kemi. (2009). Spanien. Redaktionell Reverté.
• Levenspiel, O. Engineering Chemical Reactions . (2009). Spanien. Redaktionell Reverté.