EKSOTERMINEN REAKTIO: PROSESSI, TYYPIT JA ESIMERKIT - KEMIA - 2026

Eksoterminen reaktio on eräänlainen kemiallinen reaktio, jossa energian siirron tapahtuu pääasiassa muodossa lämmön vapautuminen tai valoa. Esimerkiksi mikä tahansa palamisreaktio, jossa jotain palaa, tapahtuu eksoterminen reaktio.

Päivittäisen elämän aikana on yleistä nähdä, kuinka erilaiset eksotermiset reaktiot tapahtuvat luonnossa tai johtuvat eri paikkojen lämpötilan muutoksista. Nämä lämpötilan muutokset voidaan mitata lämpömittarin avulla.

Eksoterminen reaktio vapauttaen lämpöä

Tässä mielessä eksotermiset reaktiot voivat siirtää muun tyyppistä energiaa väliaineeseen, jossa ne syntyy, kuten tapahtuu räjähdysten yhteydessä ja niiden tapa siirtää kineettistä ja äänienergiaa, kun aineet, jotka ovat kaasumaisessa vaiheessa korkeissa lämpötiloissa, laajenevat väkivaltainen tapa.

Samoin paristojen käytön yhteydessä suoritetaan myös eksoterminen tyyppinen reaktio, vain tässä tapauksessa sähköenergia kuljetetaan.

Näiden reaktioiden vastakkaiset ovat endotermiset reaktiot, jotka absorboivat energiaa.

Prosessi

Tulitikun palaminen on eksoterminen reaktio

Aikaisemmin mainittiin, että kun eksoterminen reaktio tapahtuu, tapahtuu energian vapautumista, joka voidaan helpommin visualisoida seuraavassa yhtälössä:

Reagenssi (reagenssit) → Tuote (tuotteet) + Energia

Joten järjestelmän absorboiman tai vapauttaman energian kvantifioimiseksi käytetään termodynaamista parametria, jota kutsutaan entalpiaksi (nimeltään "H"). Jos järjestelmässä (tässä tapauksessa kemiallinen reaktio) vapautuu energiaa kohti ympäristöä, entalpian muutoksella (ilmaistuna expressedH) on negatiivinen arvo.

Muutoin, jos tämän toimenpiteen variaatio on positiivinen, se heijastaa lämmön imeytymistä ympäristöstä. Samoin järjestelmän entalpian muutoksen suuruus ilmaisee ympäristöön tai ympäristöstä siirretyn energian määrää.

Mitä suurempi ΔH on, sitä enemmän energiaa vapautuu järjestelmästä ympäröivään ympäristöön.

Tämä tapahtuu, koska näissä reaktioissa nettoenergia, joka vapautuu, kun uusia sidoksia syntyy, on suurempi kuin sidosten sirpaloitumiseen käytetty nettoenergia.

Edellä esitetystä voidaan päätellä, että tämä reaktioluokka on hyvin yleinen, koska reaktiotuotteissa sidoksissa on varastoituneen energian määrä, joka on suurempi kuin alun perin reagenssien sisältämä.

Tyypit

Kemian eri aloilla on erilaisia ​​eksotermisiä reaktioita, joko laboratoriossa tai teollisuudessa; jotkut suoritetaan spontaanisti ja toiset tarvitsevat erityisiä olosuhteita tai jonkinlaista ainetta tuotettavana katalysaattorina.

Tärkeimmät eksotermisten reaktioiden tyypit on lueteltu alla:

Palamisreaktiot

Palamisreaktiot ovat redox-tyyppisiä, jotka tapahtuvat, kun yksi tai useampi aine reagoi hapen kanssa, mikä johtaa yleensä valon ja lämpöenergian - ts. Valon ja lämmön - vapautumiseen liekin muodostuessa.

Neutralointireaktiot

Neutralointireaktioille on ominaista happoyhdisteen ja emäksisen aineen (emäksen) välinen vuorovaikutus suolan ja veden muodostamiseksi, joilla on eksoterminen luonne.

Hapettumisreaktiot

On monia tämän tyyppisiä reaktioita, jotka osoittavat eksotermisen käytöksen, koska hapen hapettuminen vapauttaa suuren määrän energiaa, kuten tapahtuu hiilivetyjen hapetuksessa.

Termiittireaktio

Tämä reaktio voi tuottaa lämpötilan, joka on noin 3000 ° C, ja koska alumiinijauheen suuri affiniteetti lukuisten metallioksidien kanssa, sitä käytetään teräksen ja raudan hitsauksessa.

Polymerointireaktio

Tämäntyyppinen reaktio on se, joka alkaa, kun tietty määrä kemiallisia lajeja, nimeltään monomeereja, reagoi, jotka ovat yksiköitä, jotka yhdistyessään toistetaan ketjuissa muodostaen makromolekyylisiä rakenteita, joita kutsutaan polymeereiksi.

Ydinfissioreaktio

Tämä prosessi viittaa raskaaksi katsotun atomin ytimen jakautumiseen, ts. Massanumerolla (A), joka on suurempi kuin 200, pienempien fragmenttien tai ytimien tuottamiseksi, joiden massa on välimuoto.

Tässä reaktiossa, jossa muodostuu yksi tai useampi neutroni, vapautuu suuri määrä energiaa, koska ytimellä, jolla on suurempi paino, on vähemmän stabiili kuin sen tuotteilla.

Muut reaktiot

On myös muita eksotermisiä reaktioita, joilla on suuri merkitys, kuten joidenkin hiilihydraattien kuivuminen reagoidessa rikkihapon kanssa, ulkoilmaan altistetun natriumhydroksidin tuottaman veden imeytyminen tai metallien hapettuminen monissa korroosioreaktioissa.

Esimerkkejä eksotermisistä reaktioista

Alla on esimerkkejä eksotermisistä reaktioista, jotka tuottavat entalpian variaation, jolla on negatiivinen arvo johtuen siitä, että ne vapauttavat energiaa:

Sytytetty kynttilä

Parafiinin ja kynttilän tahtin palamisprosessi tuottaa eksotermisen reaktion, joka tuottaa lämpöä ja valoa.

Sytytä fosfori

Kun ottelu palaa, reaktio muodostuu sitä muodostavien kemiallisten aineiden ja ilmassa olevan hapen välillä. Tällä tavalla syntyy eksoterminen reaktio, joka tuottaa sekä valoa että lämpöä.

hengittäminen

Hengitysprosessi tuottaa eksotermisen reaktion soluissa kaasunvaihdon aikana. Tällä tavalla glukoosi yhdessä hapen kanssa muuttuu hiilidioksidiksi ja lämmöksi.

Polttava polttopuut

Puun palaminen tuottaa eksotermisen reaktion, koska tämän reaktion tuloksena oleva tuote ilmenee lämmönä ja lämpötilana.

Propaanin palaminen

Esimerkiksi propaanin palaminen on spontaani eksoterminen reaktio:

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

Natriumkarbonaatin - suolahapon neutralointireaktio

Toinen eksotermisen käyttäytymisen tapaus osoitetaan natriumkarbonaatin ja suolahapon välisellä neutralointireaktiolla:

NaHCO ₃ (aq) + HCI: a (aq) → NaCI (aq) + H ₂ O (l) + CO ₂ (g)

Etanolin hapetus etikkahapoksi

Esitetään myös etanolin hapettuminen etikkahapoksi, jota käytetään alkometreissä, jonka täydellinen reaktio esitetään seuraavassa yhtälössä:

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

Termiittireaktio

Toinen tyyppinen eksoterminen reaktio on niin kutsuttu termiittireaktio, jossa alumiini yhdistyy metallioksidin kanssa, kuten jäljempänä esitetään.

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

Teräslasut + etikka

Tämä seos toimii hitaana palamismuotona, jossa teräs hapettuu etikan vaikutuksesta.

"Koira haukkuu"

Tälle reaktiolle annetaan tämä nimi, koska se antaa samanlaisen äänen kuin koiran haukuminen.

Tämä reaktio tapahtuu laboratorioputken sisällä, jossa typpioksidi ja typpioksidi ja hiilibisulfaatti sekoitetaan.

Lasipullo + alkoholi

Samanlainen kuin yllä mainitun kokeen tuottama reaktio on hieroa lasipullo alkoholilla siten, että muodostuu liekki.

Pyykinpesuaine + vesi

Kun pyykinpesuaine saippua liukenee, voidaan nähdä eksoterminen reaktio. Tämä on yksi helpoimmin havaittavissa olevia esimerkkejä kodin eksotermisistä reaktioista.

Elefantin hammastahna

Tätä koetta käytetään yleisesti selittämään eksotermisten reaktioiden dynamiikkaa. Se koostuu vetyperoksidin liukenemisesta johonkin saippuaväliaineeseen siten, että tällä tavalla syntyy suuri määrä vaahtoa.

Tähän seokseen lisätään katalyyttiä (kaliumjodidia), joka auttaa peroksidin nopeaa hajoamista.

Rikkihappo + sokeri

Sokerin dehydraatioprosessi tuottaa ilmeisen eksotermisen reaktion. Kun sekoitat rikkihappoa sokerin kanssa, se dehydratoituu ja esiintyy mustan savun pylväs, joka aiheuttaa ympäristölle hajun kuin palaneet luut.

Natrium + vesi

Natrium tai mikä tahansa emäksinen väliaine reagoi voimakkaasti veden kanssa. Kun lisätään alkalimetallia veteen (litium, natrium, kalium, rubidium tai cesium), sen on reagoitava.

Sikäli kuin alkuaineiden lukumäärä on suurempi jaksotaulukossa, reaktio on voimakkaampi.

Natriumasetaattia

Natriumasetaatti tunnetaan nimellä kuuma jää. Tämä materiaali alkaa jäädytettyjen liuosten kiteyttämisestä, joka vapauttaa kylmää eikä vapauta lämpöä.

Ulkonäkönsä takia sitä kutsutaan "jään", mutta kiteytynyt natriumasetaatti on yksi yleisimmistä käsinlämmittimissä käytetyistä materiaaleista.

Soda + etikka

Tämä seos tuottaa eksotermisen reaktion, joka tuottaa suuria määriä vaahtoa, joten sitä käytetään yleisesti muistuttamaan tulivuoren räjähdystä.

Genie pullossa

Tässä kokeessa vetyperoksidia (vetyperoksidia) sekoitetaan kaliumpermanganaatin kanssa. Tällä tavalla permanganaatti hajottaa vetyperoksidia aiheuttaen suuren määrän savua ja lämpöä vapautuvaa.

Räjähtävät kumimaiset karhut

Kumikarhuissa on runsaasti sakkaroosia (sokeria), ainetta, joka sekoitettuna kaliumkloraatin kanssa korkeissa lämpötiloissa aiheuttaa voimakkaan räjähdyksen ja kumimaisten karhien liikkumisen.

Salama putkessa

Tämä reaktio tapahtuu, kun syövyttävä happo sekoitetaan alkoholin tai asetonin kanssa.

Tällä tavalla voidaan nähdä voimakas kemiallinen reaktio, joka johtaa valon muodostumiseen putken sisällä kuin salama.

Jäädyttää vesi

Tämän prosessin aikana vesi vapauttaa energiaa lämmön muodossa, joten vesikuutioiden jäätyessä tapahtuu eksoterminen reaktio.

Metallien korroosio

Puhtaat metallit, toisin sanoen luonnollisessa tilassaan, kun ne joutuvat kosketuksiin ilman kanssa, aiheuttavat hapettumisreaktion yhdessä lämmön muodostumisen kanssa, joten tämän prosessin sanotaan olevan eksoterminen.

Kaasunpolttoprosessi

Minkä tahansa kaasun, kuten metaanin tai luonnonkaasun, palamisprosessi tuottaa eksotermisen reaktion, joka ilmenee lämmön muodostumiseen ja joissakin tapauksissa, kun palaminen tapahtuu hallitusti, se voi myös tuottaa valoa.

muut

Aikaisemmin selitettyjen esimerkkien lisäksi on olemassa paljon erilaisia ​​reaktioita, joita pidetään myös eksotermisinä, kuten tiettyjen orgaanisten aineiden hajoaminen kompostoitavissa jätteissä.

Se korostaa myös lusiferiinipigmentin hapettumista lusiferaasientsyymin vaikutuksella tulpalleiden tyypillisen bioluminesenssin ja jopa hengityksen tuottamiseksi monien muiden reaktioiden joukossa.

Viitteet

1. Wikipedia. (SF). Eksoterminen reaktio. Saatu osoitteesta es.wikipedia.org
2. BBC. (SF). Energian muutokset ja palautuvat reaktiot. Palautettu sivustosta bbc.co.uk
3. Chang, R. (2007). Kemia, yhdeksäs painos. (McGraw-Hill).
4. Walker, D. (2007). Kemialliset reaktiot. Palautettu osoitteesta books.google.co.ve
5. Saunders, N. (2007). Kemiallisten reaktioiden tutkiminen. Saatu osoitteesta books.google.co.ve