EGZOTERMINĖ REAKCIJA: PROCESAS, RŪŠYS IR PAVYZDŽIAI - CHEMIJA - 2025

Egzoterminė reakcija yra cheminės reakcijos, kurioje energijos perdavimas įvyksta, daugiausia šilumos arba šviesos išleidimo forma tipas. Pvz., Bet kokia degimo reakcija, kai kažkas sudega, įvyksta egzoterminė reakcija.

Kasdieniniame gyvenime įprasta pamatyti, kaip skirtingos egzoterminės reakcijos vyksta natūraliai arba kurias sukelia skirtingų vietų temperatūros pokyčiai. Šiuos temperatūros pokyčius galima išmatuoti termometro pagalba.

Egzoterminė reakcija išleidžiant šilumą

Šia prasme egzoterminės reakcijos gali perduoti kitų tipų energiją į terpę, kurioje jos susidaro, kaip tai įvyksta sprogimo metu ir jų kinetinės bei garsinės energijos perdavimo būdu, kai medžiagos, esančios dujinėje fazėje aukštoje temperatūroje, išsiplečia nuo smurtinis būdas.

Panašiai, naudojant akumuliatorius, taip pat vykdoma egzoterminio tipo reakcija, tik tokiu atveju transportuojama elektros energija.

Priešingai šioms reakcijoms yra endoterminės, kurios sugeria energiją.

Procesas

Rungtynių degimas yra egzoterminė reakcija

Anksčiau buvo minėta, kad įvykus egzoterminei reakcijai, atsiranda energijos išsiskyrimas, kurį lengviau pavaizduoti šia lygtimi:

Reagentas (-ai) → Produktas (-ai) + Energija

Taigi sistemos absorbuotos ar išleistos energijos kiekybiniam įvertinimui naudojamas termodinaminis parametras, vadinamas entalpija (žymimas kaip „H“). Jei sistemoje (šiuo atveju cheminė reakcija) vyksta energijos išsiskyrimas į aplinką, entalpijos pokytis (išreikštas ΔH) turės neigiamą vertę.

Priešingu atveju, jei šios priemonės kitimas yra teigiamas, tai atspindi šilumos absorbciją iš aplinkos. Taip pat sistemos entalpijos pokyčio dydis yra energijos, perduodamos į aplinką ar iš jos, išraiška.

Kuo didesnis ΔH dydis, tuo didesnis energijos išsiskyrimas iš sistemos į supančią aplinką.

Taip yra todėl, kad šių reakcijų metu grynoji energija, kuri išsiskiria sukuriant naujus ryšius, yra didesnė už grynąją energiją, naudojamą jungčių suskaidymui.

Iš to, kas pasakyta, galima daryti išvadą, kad ši reakcijų klasė yra labai paplitusi, nes reakcijos produktuose ryšiuose saugomas didesnis energijos kiekis, nei iš pradžių buvo reagentuose.

Tipai

Įvairiose chemijos srityse yra skirtinga egzoterminių reakcijų rūšis - laboratorijoje ar pramonėje; kai kurie iš jų atliekami savaime, o kitiems reikia specifinių sąlygų arba tam tikros medžiagos kaip katalizatoriaus, kad būtų galima gauti.

Toliau pateikiami svarbiausi egzoterminių reakcijų tipai:

Degimo reakcijos

Degimo reakcijos yra redokso tipo reakcijos, vykstančios, kai viena ar daugiau medžiagų reaguoja su deguonimi, paprastai susidarant šviesai ir šilumai, ty šviesai ir šilumai, išsiskiriant liepsnai.

Neutralizacijos reakcijos

Neutralizacijos reakcijoms būdinga rūgščių rūšių ir šarminės medžiagos (bazės) sąveika, formuojant druską ir vandenį, pasireiškiantį egzoterminiu pobūdžiu.

Oksidacijos reakcijos

Yra daugybė tokio tipo reakcijų, parodančių egzoterminį elgesį, nes deguonies oksidacija išskiria didelį kiekį energijos, kaip vyksta angliavandenilių oksidacijos metu.

Termito reakcija

Ši reakcija gali sukelti maždaug 3000 ° C temperatūrą, o dėl didelio aliuminio miltelių afiniteto su daugybe metalo oksidų ji naudojama suvirinant plieną ir geležį.

Polimerizacijos reakcija

Šios rūšies reakcija atsiranda tada, kai reaguoja tam tikras skaičius cheminių rūšių, vadinamų monomerais, kurie yra vienetai, kurie sujungti pakartojami grandinėmis ir sudaro makromolekulines struktūras, vadinamas polimerais.

Branduolio dalijimosi reakcija

Šis procesas reiškia sunkaus atomo branduolio padalijimą, ty kurio masės numeris (A) yra didesnis kaip 200, kad būtų galima gauti mažesnio dydžio fragmentus ar branduolius su tarpine mase.

Šios reakcijos metu, kai susidaro vienas ar keli neutronai, išsiskiria didelis energijos kiekis, nes didesnio svorio branduolys turi mažiau stabilumo nei jo produktai.

Kitos reakcijos

Taip pat yra ir kitų labai svarbių egzoterminių reakcijų, tokių kaip kai kurių angliavandenių dehidratacija, reaguojant su sieros rūgštimi, natrio hidroksido, esančio atvirame ore, absorbcija arba metalų rūšių oksidacija daugelyje korozijos reakcijų.

Egzoterminių reakcijų pavyzdžiai

Žemiau yra keletas egzoterminių reakcijų, kurios sukelia entalpijos pokyčius, turinčių neigiamą vertę dėl to, kad jos išskiria energiją, pavyzdžių:

Uždegta žvakė

Parafino ir žvakės dagčio degimo metu vyksta egzoterminė reakcija, sukelianti šilumą ir šviesą.

Uždegkite fosforą

Kai užsidega degtukas, susidaro reakcija tarp jį sudarančių cheminių medžiagų ir ore esančio deguonies. Tokiu būdu susidaro egzoterminė reakcija, kuri išskiria ir šviesą, ir šilumą.

Kvėpavimas

Kvėpavimo procesas sukelia egzoterminę reakciją ląstelėse keičiantis dujoms. Tokiu būdu gliukozė kartu su deguonimi virsta anglies dioksidu ir šiluma.

Degančios malkos

Deganti mediena sukelia egzoterminę reakciją, nes gautas šios reakcijos produktas pasireiškia kaip šiluma ir temperatūra.

Propano degimas

Pavyzdžiui, propano degimas yra savaiminė egzoterminė reakcija:

C ₃ H ₈ (g) + ₅ O ₂ (g) → 3CO ₂ (g) + 4H ₂ O (l)

Natrio karbonatas - druskos rūgšties neutralizavimo reakcija

Kitas egzoterminio elgesio atvejis parodytas natrio karbonato ir druskos rūgšties neutralizacijos reakcijoje:

NaHCO ₃ (aq) + HCl (aq) → NaCl (aq) + H ₂ O (l) + CO ₂ (g)

Etanolio oksidacija į acto rūgštį

Taip pat pateikiamas etanolio oksidacija į acto rūgštį, naudojamą alkūnėliuose, kurios visiška reakcija parodyta šioje lygtyje:

3CH ₃ CH ₂ OH + 2K ₂ Cr ₂ O ₇ + 8H ₂ SO ₄ → CH ₃ COOH + 2Cr (SO ₄ ) ₃ + ₂ K ₂ SO ₄ + 11 H ₂ O

Termito reakcija

Kita egzoterminės reakcijos rūšis yra vadinamoji termitinė reakcija, kurioje aliuminis susijungia su metalo oksidu, kaip parodyta žemiau:

2Al (s) + Fe ₂ O ₃ (s) → Al ₂ O ₃ (s) + Fe (l)

Plieno drožlės + actas

Šis mišinys veikia kaip lėtas degimo būdas, kai actas veikia plieną oksidacijos būdu.

"Šuns lojimas"

Šiai reakcijai suteiktas šis vardas, nes ji skleidžia garsą, panašų į šuns keikimą.

Ši reakcija vyksta laboratorinio mėgintuvėlio viduje, kuriame sumaišomi azoto oksidas ir azoto oksidas bei anglies bisulfatas.

Stiklinis butelis + alkoholis

Panaši į minėto eksperimento sukeltą reakciją yra stiklinio butelio trinimas su alkoholiu taip, kad susidarytų liepsna.

Skalbimo priemonė + vanduo

Ištirpinus skalbinių ploviklio muilą, galima pastebėti egzoterminę reakciją. Tai yra vienas lengviausiai pastebimų egzoterminių reakcijų namuose pavyzdžių.

Dramblio dantų pasta

Tai yra eksperimentas, paprastai naudojamas paaiškinti egzoterminių reakcijų dinamiką. Jį sudaro vandenilio peroksido ištirpinimas tam tikroje muiluotoje terpėje, kad tokiu būdu susidarytų didelis kiekis putų.

Į šį mišinį pridedamas katalizatorius (kalio jodidas), kuris padeda greitai skaidyti peroksidą.

Sieros rūgštis + cukrus

Dėl cukraus dehidratacijos vyksta akivaizdi egzoterminė reakcija. Sumaišius sieros rūgštį su cukrumi, ji dehidratuojama ir atsiranda juodų dūmų stulpelis, dėl kurio aplinka kvepia kaip nudegę kaulai.

Natris + vanduo

Natris arba bet kokia šarminė terpė stipriai reaguoja su vandeniu. Įpilant į vandenį bet kokį šarminį metalą (ličio, natrio, kalio, rubidžio ar cezio), jis turi sureaguoti.

Jei elementų skaičius periodinėje lentelėje yra didesnis, reakcija bus stipresnė.

Natrio acetatas

Natrio acetatas yra žinomas kaip karštas ledas. Ši medžiaga prasideda nuo užšaldytų tirpalų kristalizacijos, kurie vietoj šalčio išskiria šilumą.

Dėl savo išvaizdos jis vadinamas „ledu“, tačiau iš tikrųjų kristalizuotas natrio acetatas yra viena iš labiausiai paplitusių medžiagų, naudojamų rankoms šildyti.

Soda + actas

Šis mišinys sukelia egzoterminę reakciją, susidarančią dideliais kiekiais putų, todėl jis dažniausiai naudojamas norint primena ugnikalnio sprogimą.

Dženi butelyje

Šiame eksperimente vandenilio peroksidas (vandenilio peroksidas) sumaišomas su kalio permanganatu. Tokiu būdu permanganatas skaido vandenilio peroksidą, todėl išsiskiria didelis dūmų ir šilumos kiekis.

Sprogdinantys guminukai

Guminiuose lokiuose gausu sacharozės (cukraus) - medžiagos, kuri, maišoma su kalio chloratu aukštoje temperatūroje, sukelia žiaurų guminių lokių sprogimą ir judėjimą.

Žaibas vamzdyje

Ši reakcija įvyksta, kai korozinė rūgštis sumaišoma su alkoholiu arba acetonu.

Tokiu būdu galima pastebėti stiprią cheminę reakciją, kurios metu vamzdelio viduje susidaro šviesa, panaši į žaibo.

Užšaldykite vandenį

Šio proceso metu vanduo išskiria energiją šilumos pavidalu, todėl, kai vandens gabaliukai užšąla, vyksta egzoterminė reakcija.

Metalų korozija

Grynieji metalai, ty kai jie kontaktuoja su oru, sukelia oksidacijos reakciją kartu su šilumos generavimu, todėl šis procesas yra sakomas kaip egzoterminis.

Dujų degimo procesas

Bet kokių dujų, tokių kaip metanas ar gamtinės dujos, degimo metu susidaro egzoterminė reakcija, pasireiškianti šilumos išsiskyrimu, o kai kuriais atvejais, degdama kontroliuojamu būdu, ji taip pat gali gaminti šviesą.

Kiti

Be anksčiau paaiškintų pavyzdžių, yra daugybė reakcijų, kurios taip pat laikomos egzoterminėmis, pavyzdžiui, tam tikrų organinių medžiagų skaidymas atliekose, skirtose kompostuoti.

Tai taip pat pabrėžia pigmento luciferino oksidaciją, veikiant luciferazės fermentui, kad būtų gauta būdinga židinių bioliuminescencija ir netgi kvėpavimas, be daugelio kitų reakcijų.

Nuorodos

1. Vikipedija. (sf). Egzoterminė reakcija. Gauta iš es.wikipedia.org
2. BBC. (sf). Energijos pokyčiai ir grįžtamosios reakcijos. Atkurta iš bbc.co.uk
3. Changas, R. (2007). Chemija, devintas leidimas. („McGraw-Hill“).
4. Walkeris, D. (2007). Cheminės reakcijos. Atkurta iš knygų.google.co.ve
5. Saunders, N. (2007). Tyrimas apie chemines reakcijas. Gauta iš books.google.co.ve