EKSOTERM REAKTION: PROCES, TYPER OG EKSEMPLER - KEMI - 2025

Den eksoterme reaktion er en type kemisk reaktion, hvor en energioverførsel sker, hovedsageligt i form af frigivelse af varme eller lys. F.eks. Forekommer enhver forbrændingsreaktion, hvor noget brænder, en eksoterm reaktion.

I løbet af det daglige liv er det almindeligt at se, hvordan forskellige eksoterme reaktioner finder sted naturligt eller forårsaget af at forårsage ændringer i temperaturen på forskellige steder. Disse temperaturændringer kan måles ved hjælp af et termometer.

Eksoterm reaktion med frigivelse af varme

I denne forstand kan eksoterme reaktioner overføre andre typer energi til mediet, hvor de genereres, som forekommer med eksplosioner og deres måde at overføre kinetisk og sonisk energi, når stoffer, der er i gasfasen ved høje temperaturer, udvides fra voldelig måde.

På samme måde, i tilfælde af brug af batterier, udføres der også en reaktion af eksotermisk type, kun i dette tilfælde transporteres elektrisk energi.

Modsat disse reaktioner er endotermiske reaktioner, der optager energi.

Behandle

Forbrænding af en tændstikker er en eksoterm reaktion

Det blev tidligere nævnt, at når en eksoterm reaktion opstår, sker der en energiudslip, som lettere kan visualiseres i følgende ligning:

Reagens (er) → Produkt (er) + Energi

Så for at kvantificere den energi, der er absorberet eller frigivet af et system, bruges en termodynamisk parameter kaldet enthalpi (betegnet som "H"). Hvis der i et system (i dette tilfælde en kemisk reaktion) frigives energi mod omgivelserne, vil ændringen i entalpi (udtrykt som ΔH) have en negativ værdi.

Ellers, hvis variationen i dette mål er positivt, afspejler det absorptionen af ​​varme fra omgivelserne. Ligeledes er størrelsen af ​​ændringen i systemets entalpi et udtryk for den mængde energi, der overføres til eller fra miljøet.

Jo større ΔH er, jo større frigørelse af energi fra systemet til det omgivende miljø.

Dette sker, fordi nettoenergien, der frigøres, når der oprettes nye obligationer, er større end nettoenergien, der bruges i fragmenteringen af ​​bindingerne.

Fra det ovenstående kan det udledes, at denne reaktionsklasse er meget almindelig, fordi reaktionsprodukterne har en mængde energi opbevaret i bindingerne, der er større end den, der oprindeligt er indeholdt i reaktanterne.

typer

Der er forskellige former for eksoterme reaktioner inden for de forskellige kemiområder, hvad enten det er på laboratoriet eller i industrien; nogle udføres spontant, og andre har brug for specifikke betingelser eller en slags stof som katalysator for at blive produceret.

De vigtigste typer af eksoterme reaktioner er anført nedenfor:

Forbrændingsreaktioner

Forbrændingsreaktioner er dem af redoxtypen, der opstår, når et eller flere stoffer reagerer med ilt, generelt for at resultere i frigivelse af lys og termisk energi - det vil sige lys og varme - når der produceres en flamme.

Neutraliseringsreaktioner

Neutraliseringsreaktioner er kendetegnet ved samspillet mellem en sur art og et basisk stof (base) for at danne et salt og vand, som udtrykker en eksoterm karakter.

Oxidationsreaktioner

Der er mange reaktioner af denne type, der viser eksotermisk opførsel, fordi oxidation af ilt forårsager frigivelse af en stor mængde energi, som forekommer ved oxidation af kulbrinter.

Termitreaktion

Denne reaktion kan producere en temperatur på ca. 3000 ° C, og på grund af den høje affinitet af aluminiumspulver med et stort antal metaloxider anvendes den til svejsning af stål og jern.

Polymerisationsreaktion

Denne reaktionstype er den, der stammer fra, når et vist antal kemiske arter, kaldet monomerer, reagerer, som er enheder, der, når de kombineres, gentages i kæder for at danne makromolekylære strukturer kaldet polymerer.

Nuklear fission reaktion

Denne proces henviser til opdelingen af ​​kernen i et atom, der betragtes som tungt, hvilket er med et massetal (A) større end 200- for at frembringe fragmenter eller mindre kerner med en mellemmasse.

I denne reaktion, hvor en eller flere neutroner dannes, frigives en stor mængde energi, fordi kernen med en større vægt har mindre stabilitet end dens produkter.

Andre reaktioner

Der er også andre eksoterme reaktioner af stor relevans, såsom dehydrering af nogle kulhydrater, når man reagerer med svovlsyre, absorption af vand præsenteret af natriumhydroxid udsat for friluft eller oxidation af metalliske arter i mange korrosionsreaktioner.

Eksempler på eksoterme reaktioner

Nedenfor er nogle eksempler på eksoterme reaktioner, der frembringer en variation i entalpi, der har en negativ værdi på grund af det faktum, at de frigiver energi:

Et tændt stearinlys

Processen med forbrænding af paraffinen og stearinlyset vækker producerer en eksoterm reaktion, der genererer varme og lys.

Antænd en fosfor

Når der tændes en fyrstik, genereres der en reaktion mellem de kemiske stoffer, der udgør den, og det ilt, der findes i luften. På denne måde genereres en eksoterm reaktion, der producerer både lys og varme.

Vejrtrækning

Respirationsprocessen frembringer en eksoterm reaktion i celler under gasudveksling. På denne måde omdannes glukose sammen med ilt til kuldioxid og varme.

Brændende brænde

Brændende træ producerer en eksoterm reaktion, idet det resulterende produkt af denne reaktion manifesterer sig som varme og temperatur.

Propanforbrænding

For eksempel er forbrænding af propan en spontan eksoterm reaktion:

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

Natriumcarbonat - saltsyreneutraliseringsreaktion

Et andet tilfælde af eksotermisk opførsel vises ved neutraliseringsreaktionen mellem natriumcarbonat og saltsyre:

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

Oxidation af ethanol til eddikesyre

Oxidationen af ​​ethanol til eddikesyre anvendt i åndedrætsværn præsenteres også, hvis fulde reaktion er vist i følgende ligning:

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

Termitreaktion

En anden slags eksoterm reaktion er den såkaldte termitreaktion, i hvilken aluminium kombineres med et metaloxid, som eksemplificeret nedenfor:

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

Stålspån + eddike

Denne blanding fungerer som en form for langsom forbrænding, hvor stålet gennemgår en oxidationsproces takket være virkningen af ​​eddike.

"Hund bjælker"

Denne reaktion får dette navn, da den afgiver en lyd, der ligner lyden fra hundens bjeffning.

Denne reaktion finder sted inde i et laboratorierør, hvor nitrogenoxid og nitrogenoxid og carbonbisulfat blandes.

Glasflaske + alkohol

I lighed med reaktionen frembragt ved det førnævnte eksperiment er det at gnide en glasflaske med alkohol på en sådan måde, at der frembringes en flamme.

Vaskemiddel + vand

Når vaskemiddelsæbe opløses, kan man se en eksoterm reaktion. Dette er et af de lettest observerbare eksempler på eksoterme reaktioner i hjemmet.

Elefant tandpasta

Dette er et eksperiment, der ofte bruges til at forklare dynamikken i eksoterme reaktioner. Det består af opløsning af hydrogenperoxid i noget sæbevandt medium, således at der på denne måde produceres en stor mængde skum.

En katalysator (kaliumiodid) tilsættes til denne blanding, hvilket hjælper den hurtige nedbrydning af peroxidet.

Svovlsyre + sukker

Dehydratiseringsprocessen i sukker giver en åbenlys eksoterm reaktion. Når du blander svovlsyre med sukker, dehydreres den, og der vises en søjle med sort røg, der får miljøet til at lugte som forbrændte knogler.

Natrium + vand

Natrium eller ethvert alkalisk medium reagerer kraftigt med vand. Når der tilsættes ethvert alkalimetal til vandet (lithium, natrium, kalium, rubidium eller cæsium), skal det reagere.

I det omfang, hvor antallet af elementer er højere i den periodiske tabel, vil reaktionen være stærkere.

Natriumacetat

Natriumacetat er kendt som varm is. Dette materiale starter fra krystallisation af frosne opløsninger, der i stedet for at frigive kold, frigiver varme.

På grund af dens udseende kaldes det "is", men faktisk er krystalliseret natriumacetat et af de mest almindelige materialer, der bruges til at fremstille håndvarmere.

Soda + eddike

Denne blanding frembringer en eksoterm reaktion, der genererer store mængder skum, derfor bruges den ofte til at ligne eksplosionen af ​​en vulkan.

Genien i flasken

I dette eksperiment blandes hydrogenperoxid (hydrogenperoxid) med kaliumpermanganat. På denne måde nedbryder permanganat brintperoxid, hvilket får en stor mængde røg og varme til at frigives.

Eksplosive gummibjørne

Gummy bjørner er rige på saccharose (sukker), et stof, der, når det blandes med kaliumchlorat ved høje temperaturer, producerer en voldsom eksplosion og bevægelse af gummy bjørner.

Lyn i et rør

Denne reaktion opstår, når en ætsende syre blandes med alkohol eller acetone.

På denne måde kan man se en kraftig kemisk reaktion, der resulterer i frembringelse af lys inde i et rør, der ligner lynets.

Frys vand

Under denne proces frigiver vandet energi i form af varme, derfor når vandterninger fryser, finder en eksoterm reaktion sted.

Korrosion af metaller

Rene metaller, det vil sige i deres naturlige tilstand, når de kommer i kontakt med luft, producerer en oxidationsreaktion sammen med frembringelse af varme, derfor siges denne proces at være eksoterm.

Gasforbrændingsproces

Forbrændingsprocessen for enhver gas, såsom metan eller naturgas, frembringer en eksoterm reaktion, der manifesterer sig i frembringelse af varme, og ved nogle lejligheder, når forbrændingen sker på en kontrolleret måde, kan den også frembringe lys.

Andet

Ud over de tidligere forklarede eksempler er der en lang række reaktioner, der også betragtes som eksoterme, såsom nedbrydning af visse organiske stoffer i affald til kompostering.

Det fremhæver også oxidationen af ​​luciferinpigmentet ved virkningen af ​​luciferaseenzymet til at producere den karakteristiske bioluminescens af ildfluer og endda respiration blandt mange andre reaktioner.

Referencer

1. Wikipedia. (Sf). Eksoterm reaktion. Erhvervet fra es.wikipedia.org
2. BBC. (Sf). Energiforandringer og reversible reaktioner. Gendannes fra bbc.co.uk
3. Chang, R. (2007). Kemi, niende udgave. (McGraw-Hill).
4. Walker, D. (2007). Kemiske reaktioner. Gendannes fra books.google.co.ve
5. Saunders, N. (2007). Undersøgelse af kemiske reaktioner. Erhvervet fra books.google.co.ve