Ενεργειακές και εξεργικές αντιδράσεις και διεργασίες

Τα endergonic και exergonic είναι δύο τύποι χημικές αντιδράσεις, ή διεργασίες, στη θερμοχημεία ή τη φυσική χημεία. Τα ονόματα περιγράφουν τι συμβαίνει με την ενέργεια κατά τη διάρκεια της αντίδρασης. Οι ταξινομήσεις σχετίζονται με ενδοθερμική και εξωθερμικές αντιδράσεις, εκτός από το endergonic και exergonic περιγράφουν τι συμβαίνει με οποιαδήποτε μορφή ενέργειας, ενώ η ενδόθερμη και η εξώθερμη σχετίζονται μόνο με τη θερμότητα ή τη θερμική ενέργεια.

• Οι ενδοεργικές αντιδράσεις μπορεί επίσης να ονομάζονται δυσμενή αντίδραση ή μη τυχαία αντίδραση. Η αντίδραση απαιτεί περισσότερη ενέργεια από αυτή που παίρνετε από αυτήν.
• Οι ενδοεργικές αντιδράσεις απορροφούν ενέργεια από το περιβάλλον τους.
• ο χημικοί δεσμοί που σχηματίζονται από την αντίδραση είναι ασθενέστερες από τις χημικές δεσμεύσεις που έχουν σπάσει.
• Η ελεύθερη ενέργεια του συστήματος αυξάνεται. Η αλλαγή στο πρότυπο Gibbs Free Energy (G) μιας ενδοδερμικής αντίδρασης είναι θετική (μεγαλύτερη από 0).
• ο αλλαγή στην εντροπία (S) μειώνεται.
instagram viewer
• Οι ενδοεργικές αντιδράσεις δεν είναι αυθόρμητες.
• Παραδείγματα εντεργκονικών αντιδράσεων περιλαμβάνουν ενδοθερμικές αντιδράσεις, όπως φωτοσύνθεση και τήξη πάγου σε υγρό νερό.
• Εάν η θερμοκρασία του περιβάλλοντος μειωθεί, η αντίδραση είναι ενδόθερμη.

• Μια εξεργονική αντίδραση μπορεί να ονομαστεί αυθόρμητη αντίδραση ή ευνοϊκή αντίδραση.
• Οι εξερνικές αντιδράσεις απελευθερώνουν ενέργεια στο περιβάλλον.
• ο χημικοί δεσμοί που σχηματίζονται από την αντίδραση είναι ισχυρότερες από αυτές που διασπάστηκαν στα αντιδραστήρια.
• Η ελεύθερη ενέργεια του συστήματος μειώνεται. Η αλλαγή στην πρότυπη Gibbs Free Energy (G) μιας εξεργονικής αντίδρασης είναι αρνητική (μικρότερη από 0).
• Η μεταβολή της εντροπίας (S) αυξάνεται. Ένας άλλος τρόπος να το εξετάσουμε είναι ότι η διαταραχή ή τυχαιότητα του συστήματος αυξάνεται.
• Οι εξερνικές αντιδράσεις εμφανίζονται αυθόρμητα (δεν απαιτείται εξωτερική ενέργεια για την εκκίνηση τους).
• Παραδείγματα εξεργονικών αντιδράσεων περιλαμβάνουν εξώθερμες αντιδράσεις, όπως ανάμιξη νατρίου και χλωρίου για την παρασκευή επιτραπέζιου αλάτι, καύση και χημειοφωταύγεια (το φως είναι η ενέργεια που απελευθερώνεται).
• Αν η θερμοκρασία του περιβάλλοντος αυξηθεί, η αντίδραση είναι εξωθερμική.

• Δεν μπορείτε να πείτε πόσο γρήγορα θα συμβεί μια αντίδραση με βάση το εάν είναι endergonic ή exergonic. Καταλύτες μπορεί να χρειαστεί για να προκαλέσει την αντίδραση να προχωρήσει με ένα παρατηρήσιμο ρυθμό. Για παράδειγμα, ο σχηματισμός σκουριάς (οξείδωση του σιδήρου) είναι μια εξερνική και εξωθερμική αντίδραση, αλλά προχωρά τόσο αργά είναι δύσκολο να παρατηρήσετε την απελευθέρωση θερμότητας στο περιβάλλον.
• Στα βιοχημικά συστήματα, οι εντεργκονικές και εξεργονικές αντιδράσεις συχνά συζεύγνυνται, οπότε η ενέργεια από μια αντίδραση μπορεί να ενεργοποιήσει μια άλλη αντίδραση.
• Οι ενδοεργικές αντιδράσεις απαιτούν πάντοτε ενέργεια για να ξεκινήσουν. Ορισμένες εξερνικές αντιδράσεις έχουν επίσης ενέργεια ενεργοποίησης, αλλά περισσότερη ενέργεια απελευθερώνεται από την αντίδραση από ό, τι απαιτείται για την εκκίνησή της. Για παράδειγμα, παίρνει ενέργεια για να ξεκινήσει μια πυρκαγιά, αλλά μόλις αρχίσει η καύση, η αντίδραση απελευθερώνει περισσότερο φως και θερμότητα από ό, τι χρειάστηκε για να ξεκινήσει.
• Ενεργοποιούνται συχνά οι ενδοεργικές αντιδράσεις και οι εξερνικές αντιδράσεις αναστρέψιμες αντιδράσεις. Η ποσότητα της ενεργειακής αλλαγής είναι η ίδια και για τις δύο αντιδράσεις, αν και η ενέργεια απορροφάται από την ενδερμική αντίδραση και απελευθερώνεται από την εξεργική αντίδραση. Είτε η αντίστροφη αντίδραση στην πραγματικότητα μπορώ συμβάν δεν λαμβάνεται υπόψη όταν ορίζουμε την αντιστρεψιμότητα. Για παράδειγμα, ενώ η καύση ξύλου είναι μια αντιστρεπτή αντίδραση θεωρητικά, στην πραγματικότητα δεν συμβαίνει στην πραγματική ζωή.

Σε μια έντονη αντίδραση, η ενέργεια απορροφάται από το περιβάλλον. Οι ενδοθερμικές αντιδράσεις προσφέρουν καλά παραδείγματα, καθώς απορροφούν θερμότητα. Ανακατέψτε τη σόδα ψησίματος (ανθρακικό νάτριο) και το κιτρικό οξύ σε νερό. Το υγρό θα κρυώσει, αλλά δεν είναι αρκετά κρύο για να προκαλέσει κρυοπαγήματα.

Μια εξεργονική αντίδραση απελευθερώνει ενέργεια στο περιβάλλον. Οι εξώθερμες αντιδράσεις είναι καλά παραδείγματα αυτού του τύπου αντίδρασης επειδή απελευθερώνουν θερμότητα. Την επόμενη φορά που πλένετε, βάλτε στο χέρι σας κάποιο απορρυπαντικό πλυντηρίου και προσθέστε λίγο νερό. Νιώθεις τη ζέστη; Αυτό είναι ένα ασφαλές και απλό παράδειγμα μιας εξώθερμης και επομένως εξεργονικής αντίδρασης.

Μια πιο εντυπωσιακή εξεργονική αντίδραση παράγεται με την πτώση ενός μικρού τεμαχίου ενός αλκαλιμετάλλου σε νερό. Για παράδειγμα, το μέταλλο του λιθίου στο νερό καίει και παράγει μια ροζ φλόγα.

Ένα ραβδί λάμψη είναι ένα εξαιρετικό παράδειγμα μιας αντίδρασης που είναι εξερνικό, αλλά όχι εξωθερμικό. Η χημική αντίδραση απελευθερώνει ενέργεια με τη μορφή φωτός, όμως δεν παράγει θερμότητα.