ANG REAKSYON NG ENDERGONIC: MGA KATANGIAN, HALIMBAWA - CHEMISTRY - 2025

Ang isang reaksyon ng endergonic ay hindi maaaring mangyari nang kusang, at nangangailangan din ng isang mataas na supply ng enerhiya. Sa kimika, ang enerhiya na ito ay karaniwang caloric. Ang pinakamahusay na kilala sa lahat ng mga reaksyon ng endergonic ay mga reaksyon ng endothermic, iyon ay, ang mga sumisipsip ng init na magaganap.

Bakit hindi lahat ng reaksyon ay kusang-loob? Sapagkat napupunta sila sa mga batas ng thermodynamics: kumokonsumo sila ng enerhiya at ang mga sistema na nabuo ng mga species na kasangkot ay bumaba sa kanilang entropy; iyon ay, para sa mga layunin ng kemikal, sila ay higit na inireseta ng molekular.

Pinagmulan: Pxhere

Ang pagtatayo ng isang pader ng ladrilyo ay isang halimbawa ng reaksyon ng endergonic. Ang mga brick lamang ay hindi sapat na compact upang bumuo ng isang solidong katawan. Ito ay dahil walang kakayahang makakuha ng enerhiya na nagtataguyod ng kanilang mga unyon (ipinapakita din sa kanilang posibleng mababang intermolecular na pakikipag-ugnay).

Kaya, upang mabuo ang dingding kailangan mo ng semento at isang lakas ng paggawa. Ito ang enerhiya, at ang di-kusang reaksyon (ang pader ay hindi itatayo ng awtomatiko) ay magiging posible kung ang isang benepisyo ng enerhiya ay napagtanto (pang-ekonomiya, sa kaso ng dingding).

Kung walang pakinabang, ang pader ay babagsak sa ilalim ng anumang kaguluhan, at ang mga bricks nito ay hindi na magkakasabay. Ang parehong ay totoo sa maraming mga kemikal na compound, na ang mga bloke ng gusali ay hindi maaaring kusang magkasama.

Mga katangian ng isang endergonic reaksyon

Paano kung ang pader ay maaaring maitayo nang kusang-loob? Upang gawin ito, ang mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga brick ay dapat na napakalakas at matatag, kaya't walang semento o isang tao na kailangang mag-order sa kanila; habang ang pader ng ladrilyo, kahit na ito ay lumalaban, ay ang matigas na semento na magkakasama sa kanila at hindi maayos ang materyal ng mga brick.

Samakatuwid, ang mga unang katangian ng isang reaksyon ng endergonic ay:

-Hindi ito kusang-loob

-Absorbs heat (o ibang uri ng enerhiya)

At bakit sumisipsip ng enerhiya? Dahil ang kanilang mga produkto ay may mas maraming enerhiya kaysa sa mga reaksyong kasangkot sa reaksyon. Ito ay maaaring kinakatawan ng mga sumusunod na equation:

ΔG = G _Reaktibo -G _Produkto

Kung saan ang ΔG ay ang pagbabago sa Gibbs libreng enerhiya. Dahil ang _{Produkto ng} G ay mas malaki (dahil mas masigla) kaysa sa G _Reagents , ang pagbabawas ay dapat na mas malaki kaysa sa zero (> G > 0). Ang sumusunod na imahe ay higit na nagbubuod kung ano ang ipinaliwanag:

Pinagmulan: Gabriel Bolívar

Tandaan ang pagkakaiba sa pagitan ng mga estado ng enerhiya sa pagitan ng mga produkto at mga reaksyon (lilang linya). Samakatuwid, ang mga reaksyon ay hindi nagiging mga produkto (A + B => C) kung walang pagsipsip muna.

Dagdagan ang libreng enerhiya ng system

Ang bawat reaksyon ng endergonic ay nauugnay sa isang pagtaas sa Gibbs libreng enerhiya ng system. Kung para sa isang tiyak na reaksyon ay totoo na ang ΔG> 0, kung gayon hindi ito kusang-loob at mangangailangan ng isang supply ng enerhiya na isinasagawa.

Paano malalaman ang matematika kung ang isang reaksyon ay endergonic o hindi? Paglalapat ng sumusunod na equation:

ΔG = ΔH - TΔS

Kung saan ang ΔH ay ang enthalpy ng reaksyon, iyon ay, ang kabuuang enerhiya na pinakawalan o hinihigop; Ang ΔS ay ang pagbabago ng entropy, at ang T ang temperatura. Ang kadahilanan ng TΔS ay ang pagkawala ng enerhiya na hindi ginagamit sa pagpapalawak o pag-aayos ng mga molekula sa isang yugto (solid, likido o gas).

Kaya, ang ΔG ang enerhiya na maaaring magamit ng system upang magtrabaho. Dahil ang ΔG ay may positibong tanda para sa isang reaksyon ng endergonic, ang enerhiya o trabaho ay dapat mailapat sa system (ang mga reaktor) upang makuha ang mga produkto.

Pagkatapos, ang pag-alam ng mga halaga ng ΔH (positibo, para sa isang endothermic reaksyon, at negatibo, para sa isang exothermic reaksyon), at TΔS, posible na malaman kung ang reaksyon ay endergonic. Nangangahulugan ito na kahit na ang isang reaksyon ay endothermic, hindi kinakailangang endergonic .

Ang ice cube

Halimbawa, ang isang ice cube ay natutunaw sa likidong tubig, sumisipsip ng init, na tumutulong na paghiwalayin ang mga molekula nito; gayunpaman, ang proseso ay kusang, at samakatuwid ito ay hindi isang reaksyon sa endergonic.

At ano ang tungkol sa sitwasyon kung saan nais mong matunaw ang yelo sa isang temperatura na maayos sa ibaba -100ºC? Sa kasong ito, ang termino ng TΔS sa libreng equation ng enerhiya ay nagiging maliit kumpara sa ΔH (dahil nababawasan ang T), at bilang isang resulta, ang ΔG ay magkakaroon ng positibong halaga.

Sa madaling salita: ang natutunaw na yelo sa ibaba -100ºC ay isang proseso ng endergonic, at hindi ito kusang. Ang isang katulad na kaso ay ang pagyeyelo ng tubig sa paligid ng 50ºC, na hindi nangyari nang kusang-loob.

Mas mahina ang iyong mga link sa produkto

Ang isa pang mahalagang katangian, na nauugnay din sa ΔG, ay ang enerhiya ng mga bagong bono. Ang mga bono ng mga produktong nabuo ay mas mahina kaysa sa mga reaktor. Gayunpaman, ang pagbaba ng lakas ng mga bono ay pinapagbigay ng isang pakinabang sa masa, na makikita sa mga pisikal na katangian.

Narito ang paghahambing sa pader ng ladrilyo ay nagsisimulang mawalan ng kahulugan. Ayon sa nasa itaas, ang mga bono sa loob ng mga brick ay dapat na mas malakas kaysa sa mga nasa pagitan nila at sa semento. Gayunpaman, ang pader sa kabuuan ay mas mahigpit at lumalaban dahil sa mas malawak na masa nito.

Isang bagay na katulad ay ipapaliwanag sa seksyon ng mga halimbawa ngunit may asukal.

Ito ay kaisa sa mga reaksiyong exergonic

Kung ang mga reaksyon ng endergonic ay hindi kusang, paano sila naganap sa kalikasan? Ang sagot ay dahil sa pagsasama sa iba pang mga reaksyon na medyo kusang-loob (exergonic) at na kahit papaano ay isulong ang kanilang pag-unlad.

Halimbawa, ang sumusunod na equation ng kemikal ay kumakatawan sa puntong ito:

A + B => C (reaksyon ng endergonic)

C + D => E (reergonikong reaksyon)

Ang unang reaksyon ay hindi kusang, kaya natural na hindi ito maaaring mangyari. Gayunpaman, pinapayagan ng paggawa ng C na mangyari ang pangalawang reaksyon, na nagiging sanhi ng E.

Ang pagdaragdag ng mga libreng enerhiya ng Gibbs para sa dalawang reaksyon, ΔG ₁ at ΔG ₂ , na may isang resulta mas mababa sa zero (ΔG <0), kung gayon ang sistema ay magpapakita ng pagtaas sa entropy at samakatuwid ay kusang-loob.

Kung ang C ay hindi nag-reaksyon sa D, A ay hindi maaaring mabuo ito, dahil walang kabayaran sa enerhiya (tulad ng sa kaso ng pera gamit ang pader ng ladrilyo). Sinasabi na ang C at D ay "pull" A at B upang umepekto, kahit na ito ay isang endergonic reaksyon.

Mga halimbawa

Pinagmulan: Max Pixel

Photosynthesis

Gumagamit ang mga halaman ng solar na enerhiya upang lumikha ng karbohidrat at oxygen mula sa carbon dioxide at tubig. Ang CO ₂ at O ₂ , maliit na molekula na may malakas na mga bono, form na asukal, na may mga istruktura ng singsing, na mas mabigat, mas solid, at matunaw sa isang temperatura ng humigit-kumulang 186ºC.

Tandaan na ang mga bono ng CC, CH at CO ay mahina kaysa sa mga O = C = O at O ​​= O. At mula sa isang yunit ng asukal, ang halaman ay maaaring synthesize polysaccharides, tulad ng cellulose.

Sintesis ng biomolecules at macromolecules

Ang mga reaksyon ng endergonic ay bahagi ng mga proseso ng anabolic. Tulad ng mga karbohidrat, ang iba pang mga biomolecules, tulad ng mga protina, at lipid, ay nangangailangan ng kumplikadong mga mekanismo na, nang wala ito, at kasama ang hydrolysis reaksyon ng ATP, ay hindi maaaring magkakaroon.

Gayundin, ang mga metabolic na proseso tulad ng cellular respiratory, ang pagsasabog ng mga ions sa buong mga lamad ng cell, at ang transportasyon ng oxygen sa pamamagitan ng daloy ng dugo ay mga halimbawa ng mga reaksyon ng endergonic.

Ang pagbuo ng mga diamante at mabibigat na compound mula sa langis ng krudo

Ang mga diamante ay nangangailangan ng napakalaking panggigipit at temperatura, upang ang kanilang mga sangkap ay maaaring siksik sa isang kristal na solid.

Gayunpaman, ang ilang mga crystallizations ay kusang, bagaman nangyayari ito sa napakabagal na bilis (ang spontaneity ay walang kaugnayan sa kinetics ng reaksyon).

Sa wakas, ang langis ng krudo lamang ay kumakatawan sa isang produkto ng mga reaksyon ng endergonic, lalo na ang mabibigat na hydrocarbons o ang macromolecules na tinatawag na mga aspalto.

Ang mga istruktura nito ay napaka kumplikado, at ang kanilang synthesis ay tumatagal ng mahabang panahon (milyun-milyong taon), init at pagkilos ng bakterya.

Mga Sanggunian

1. QuimiTube. (2014). Mga reaksyon ng Endergonic at exergonic. Nabawi mula sa: quimitube.com
2. Khan Academy. (2018). Libreng Enerhiya. Nabawi mula sa: es.khanacademy.org
3. Diksyunaryo ng Biology. (2017). Kahulugan ng reaksyon ng endergonic. Nabawi mula sa: biologydictionary.net
4. Lougee, Mary. (Mayo 18, 2018). Ano ang isang Endergonic Reaction? Sciencing. Nabawi mula sa: sciencing.com
5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (Hunyo 22, 2018). Endergonic vs Exergonic (Sa Mga Halimbawa). Nabawi mula sa: thoughtco.com
6. Arrington D. (2018). Endergonikong reaksyon: kahulugan at halimbawa. Pag-aaral. Nabawi mula sa: study.com
7. Audersirk Byers. (2009). Buhay sa Lupa. Ano ang Enerhiya? . Nabawi mula sa: hhh.gavilan.edu