EXOTHERMIC REAKSYON: PROSESO, URI AT HALIMBAWA - CHEMISTRY - 2024

Ang eksotermikong reaksyon ay isang uri ng reaksyon ng kemikal kung saan nangyayari ang paglipat ng enerhiya, pangunahin sa anyo ng pagpapalabas ng init o ilaw. Halimbawa, ang anumang reaksyon ng pagkasunog, kung saan sumunog ang isang bagay, nangyayari ang isang exothermic reaksyon.

Sa kurso ng pang-araw-araw na buhay karaniwan na makita kung paano naganap ang iba't ibang mga reaksyon ng exothermic na natural o sanhi ng mga pagbabago sa temperatura ng iba't ibang mga lugar. Ang mga pagbabago sa temperatura ay maaaring masukat sa tulong ng isang thermometer.

Exothermic reaksyon na may pagpapakawala ng init

Sa kahulugan na ito, ang mga exothermic reaksyon ay maaaring ilipat ang iba pang mga uri ng enerhiya sa daluyan kung saan sila ay nabuo, tulad ng nangyayari sa pagsabog at ang kanilang paraan ng paglipat ng kinetic at sonic energy kapag ang mga sangkap na nasa phase ng gas sa mataas na temperatura ay pinalawak mula sa marahas na paraan.

Sa parehong paraan, sa kaso ng paggamit ng mga baterya ang isang reothermic na uri ng reaksyon ay isinasagawa, tanging sa kasong ito ang elektrikal na enerhiya ay dinadala.

Ang salungat sa mga reaksyong ito ay mga endothermic, na sumisipsip ng enerhiya.

Proseso

Ang pagkasunog ng isang tugma ay isang eksotermikong reaksyon

Nabanggit na dati na kapag ang isang eksotermikong reaksyon ay nangyayari, isang paglabas ng enerhiya ay nangyayari, na maaaring mas madaling mailarawan sa sumusunod na equation:

Reagent (s) → Produkto (s) + Enerhiya

Kaya, upang mabuo ang enerhiya na hinihigop o pinalabas ng isang system, ginagamit ang isang thermodynamic na parameter na tinatawag na enthalpy (tinutukoy bilang "H"). Kung sa isang sistema (sa kasong ito, isang reaksyon ng kemikal) ay may paglabas ng enerhiya patungo sa mga paligid, kung gayon ang pagbabago sa enthalpy (ipinahayag bilang ΔH) ay magkakaroon ng negatibong halaga.

Kung hindi man, kung positibo ang pagkakaiba-iba ng panukalang ito, sumasalamin ito sa pagsipsip ng init mula sa paligid. Gayundin, ang kadakilaan ng pagbabago sa enthalpy ng system ay isang pagpapahayag ng dami ng enerhiya na inilipat sa o mula sa kapaligiran.

Ang mas malaki ang magnitude ng ΔH, mas malaki ang pagpapalabas ng enerhiya mula sa system hanggang sa nakapaligid na kapaligiran.

Nangyayari ito dahil sa mga reaksyon na ito ang net energy na pinakawalan kapag ang mga bagong bono ay nilikha ay mas malaki kaysa sa net energy na ginamit sa fragmentation ng mga bono.

Mula sa itaas maaari itong ipahiwatig na ang klase ng mga reaksyon na ito ay pangkaraniwan, dahil ang mga produkto ng reaksyon ay may isang halaga ng enerhiya na nakaimbak sa mga bono na higit sa na nilalaman sa mga reaktor sa una.

Mga Uri

Mayroong iba't ibang mga uri ng mga reothermic na reaksyon sa iba't ibang larangan ng kimika, maging sa laboratoryo o sa industriya; ang ilan ay isinasagawa nang kusang at ang iba ay nangangailangan ng mga tiyak na kundisyon o ilang uri ng sangkap bilang isang katalista na magagawa.

Ang pinakamahalagang uri ng mga reothermic reaksyon ay nakalista sa ibaba:

Mga reaksyon ng pagkasunog

Ang mga reaksyon ng pagkasunog ay ang mga uri ng redox na nagaganap kapag ang isa o higit pang mga sangkap ay gumanti sa oxygen, sa pangkalahatan ay magreresulta sa pagpapalabas ng ilaw at thermal energy - iyon ay, magaan at init - kapag ang isang siga ay nagawa.

Mga reaksyon sa Neutralisasyon

Ang mga reaksiyon sa Neutralisasyon ay nailalarawan sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng isang acidic species at isang alkaline na sangkap (base) upang mabuo ang isang asin at tubig, na nagpapakita ng isang likas na likas na katangian.

Mga reaksyon ng oksihenasyon

Maraming mga reaksyon ng ganitong uri na nagpapakita ng pag-uugali ng exothermic, dahil ang oksihenasyon ng oxygen ay nagdudulot ng pagpapalabas ng isang malaking halaga ng enerhiya, tulad ng nangyayari sa oksihenasyon ng mga hydrocarbons.

Ang reaksyon ng thermite

Ang reaksyon na ito ay maaaring makagawa ng isang temperatura na humigit-kumulang na 3000 ° C, at dahil sa mataas na pagkakaugnay ng aluminyo na pulbos na may isang malaking bilang ng mga metal oxides, ginagamit ito sa hinang ng bakal at bakal.

Reaksyon ng polimeralisasyon

Ang ganitong uri ng reaksyon ay ang nagmula kapag ang isang tiyak na bilang ng mga species ng kemikal na tinatawag na monomer ay gumanti, na mga yunit na kapag pinagsama ay paulit-ulit sa mga tanikala upang mabuo ang mga istruktura ng macromolecular na tinatawag na mga polimer.

Ang reaksyon ng paglabas ng nuklear

Ang prosesong ito ay tumutukoy sa paghahati ng nucleus ng isang atom na itinuturing na mabibigat-na, ay may isang bilang na (A) na higit sa 200- upang makabuo ng mga fragment o nuclei ng mas maliit na laki na may isang intermediate mass.

Sa reaksyon na ito, kung saan nabuo ang isa o higit pang mga neutron, isang malaking enerhiya ang pinakawalan sapagkat ang nucleus na may mas malaking timbang ay may mas kaunting katatagan kaysa sa mga produkto nito.

Iba pang reaksyon

Mayroon ding iba pang mga exothermic reaksyon ng mahusay na kaugnayan, tulad ng pag-aalis ng tubig ng ilang mga karbohidrat kapag nagreaksyon sa sulfuric acid, ang pagsipsip ng tubig na ipinakita ng sodium hydroxide na nakalantad sa bukas na hangin o ang oksihenasyon ng mga metalikong species sa maraming mga reaksyon ng kaagnasan.

Mga halimbawa ng mga reothermic na reaksyon

Nasa ibaba ang ilang mga halimbawa ng mga exothermic reaksyon, na gumagawa ng isang pagkakaiba-iba sa enthalpy na may negatibong halaga dahil sa katotohanan na nagpapalabas sila ng enerhiya:

Isang kandila

Ang proseso ng pagkasunog ng paraffin at wick ng kandila ay gumagawa ng isang exothermic reaksyon na bumubuo ng init at ilaw.

Huwag pansinin ang isang posporus

Kapag ang isang tugma ay naiilawan, isang reaksyon ang nabuo sa pagitan ng mga kemikal na sangkap na bumubuo at ang oxygen na naroroon sa hangin. Sa ganitong paraan, ang isang exothermic reaksyon ay nabuo na gumagawa ng parehong ilaw at init.

Nakahinga

Ang proseso ng paghinga ay gumagawa ng isang eksotermikong reaksyon sa loob ng mga selula sa panahon ng pagpapalitan ng gas. Sa ganitong paraan, ang glucose kasama ang oxygen ay binago sa carbon dioxide at init.

Ang pagsusunog ng kahoy na panggatong

Ang nasusunog na kahoy ay gumagawa ng isang exothermic reaksyon sa na ang mga nagresultang produkto ng reaksyong ito ay nagpapakita ng sarili bilang init at temperatura.

Ang pagkasunog ng propane

Halimbawa, ang pagkasunog ng propane ay isang kusang eksotermikong reaksyon:

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

Sodium carbonate - reaksyon ng neutralization ng hydrochloric acid

Ang isa pang kaso ng pag-uugali ng exothermic ay ipinakita ng reaksyon ng neutralisasyon sa pagitan ng sodium carbonate at hydrochloric acid:

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

Ang oksihenasyon ng ethanol sa acetic acid

Ang oksihenasyon ng ethanol sa acetic acid na ginagamit sa mga breathalyzer ay ipinakita din, ang kumpletong reaksyon ng kung saan ay ipinapakita sa mga sumusunod na equation:

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

Ang reaksyon ng thermite

Ang isa pang uri ng reothermic na reaksyon ay ang tinatawag na thermite reaksyon, kung saan pinagsama ang aluminyo sa isang metal oxide, tulad ng nakalarawan sa ibaba:

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

Mga asero ng shavings + suka

Ang halo na ito ay gumagana bilang isang form ng mabagal na pagkasunog kung saan ang bakal ay sumasailalim sa isang proseso ng oksihenasyon salamat sa pagkilos ng suka.

"Tumatahol na aso"

Ang reaksyon na ito ay binigyan ng pangalang ito dahil nagbibigay ito ng tunog na katulad sa tunog ng barkada ng aso.

Nagaganap ang reaksyon na ito sa loob ng isang tube ng laboratoryo kung saan ang mga nitrous oxide at nitric oxide at carbon bisulfate ay pinaghalo.

Bote ng salamin + alkohol

Katulad sa reaksyon na nabuo ng nabanggit na eksperimento, ay ang pag-rub ng isang bote ng baso na may alkohol sa paraang nagawa ang isang siga.

Labahan naglilinis + tubig

Kapag ang sabon ng sabong panlinis ay natunaw, isang eksotermikong reaksyon ang makikita. Ito ay isa sa pinaka madaling makita na mga halimbawa ng mga exothermic reaksyon sa bahay.

Elephant na toothpaste

Ito ay isang eksperimento na karaniwang ginagamit upang maipaliwanag ang mga dinamikong reaksiyon ng exothermic. Binubuo ito ng paglusaw ng hydrogen peroxide sa ilang soapy medium, upang sa ganitong paraan isang malaking bula ang ginawa.

Ang isang katalista (potassium iodide) ay idinagdag sa halo na ito, na tumutulong sa mabilis na agnas ng peroksayd.

Sulfuric acid + asukal

Ang proseso ng pag-aalis ng asukal sa asukal ay gumagawa ng isang halata na reothermic na reaksyon. Kapag pinaghalo mo ang asukal na asupre na may asukal, nalubog ang tubig at lumitaw ang isang haligi ng itim na usok, na nagiging sanhi ng amoy ng kapaligiran tulad ng mga sinunog na buto.

Sosa + tubig

Ang sodium o anumang daluyan ng alkalina ay malakas na reaksyon ng tubig. Kapag nagdaragdag ng anumang alkali metal sa tubig (lithium, sodium, potassium, rubidium o cesium) dapat itong umepekto.

Sa lawak na ang bilang ng elemento ay mas mataas sa pana-panahong talahanayan, ang reaksyon ay magiging mas malakas.

Sodium acetate

Ang sodium acetate ay kilala bilang mainit na yelo. Ang materyal na ito ay nagsisimula mula sa pagkikristal ng mga frozen na solusyon na, sa halip na magpalabas ng malamig, naglalabas ng init.

Dahil sa hitsura nito, tinawag itong "ice," ngunit ang tunay na crystallized sodium acetate ay isa sa mga pinaka-karaniwang materyales na ginamit upang gawing pampainit ng kamay.

Soda + suka

Ang halo na ito ay gumagawa ng isang exothermic reaksyon na bumubuo ng malaking halaga ng bula, samakatuwid karaniwang ginagamit ito upang maging katulad ng pagsabog ng isang bulkan.

Ang dyini sa bote

Sa eksperimento na ito, ang hydrogen peroxide (hydrogen peroxide) ay halo-halong may potassium permanganate. Sa ganitong paraan, ang permanganate ay sumisira sa hydrogen peroxide, na nagdulot ng isang malaking halaga ng usok at init na pinakawalan.

Sumasabog na gummy bear

Ang gummy bear ay mayaman sa sucrose (asukal), isang sangkap na, kung ihalo sa potassium chlorate sa mataas na temperatura, ay gumagawa ng isang marahas na pagsabog at paggalaw ng gummy bear.

Kidlat sa isang tubo

Ang reaksyon na ito ay nangyayari kapag ang isang corrosive acid ay halo-halong may alkohol o acetone.

Sa ganitong paraan, ang isang masiglang reaksyon ng kemikal ay makikita na nagreresulta sa pagbuo ng ilaw sa loob ng isang tubo na katulad ng kidlat.

I-freeze ang tubig

Sa prosesong ito ang tubig ay nagpapalabas ng enerhiya sa anyo ng init, samakatuwid kapag ang mga cubes ng tubig ay nagyeyelo, naganap ang isang eksotermikong reaksyon.

Pagkarumi ng mga metal

Ang mga purong metal, iyon ay, sa kanilang natural na estado kapag nakikipag-ugnay sila sa hangin ay gumawa ng isang reaksyon ng oksihenasyon kasama ang henerasyon ng init, samakatuwid, ang prosesong ito ay sinasabing exothermic.

Proseso ng pagkasunog ng gas

Ang proseso ng pagkasunog ng anumang gas, tulad ng mitein o natural na gas, ay gumagawa ng isang exothermic reaksyon na nagpapakita sa sarili ng henerasyon ng init at sa ilang mga okasyon, kapag ang pagkasunog ay nangyayari sa isang kinokontrol na paraan, maaari rin itong makabuo ng ilaw.

Iba pa

Bilang karagdagan sa mga halimbawa na ipinaliwanag dati, mayroong isang mahusay na iba't ibang mga reaksyon na itinuturing din na exothermic, tulad ng agnas ng ilang mga organikong sangkap na basura para sa pag-compost.

Itinampok din nito ang oksihenasyon ng pigment ng luciferin sa pamamagitan ng pagkilos ng luciferase enzyme upang makabuo ng katangian na bioluminescence ng mga fireflies, at kahit na paghinga, kasama ng maraming iba pang mga reaksyon.

Mga Sanggunian

1. Wikipedia. (sf). Exothermic reaksyon. Nakuha mula sa es.wikipedia.org
2. BBC. (sf). Pagbabago ng enerhiya at reversible reaksyon. Nabawi mula sa bbc.co.uk
3. Chang, R. (2007). Chemistry, Pang-siyam na edisyon. (McGraw-Hill).
4. Walker, D. (2007). Mga Reaksyon ng Chemical. Nabawi mula sa books.google.co.ve
5. Saunders, N. (2007). Paggalugad ng Mga Reaksyon ng Chemical. Nakuha mula sa books.google.co.ve