ЕНДЕРГОНСКА РЕАКЦИЈА: КАРАКТЕРИСТИКЕ, ПРИМЕРИ - ХЕМИЈА - 2026

Ендергониц реакција је она која не може настати спонтано, а такође захтева високу снабдевање енергијом. У хемији је та енергија углавном калорична. Најпознатије од свих ендергонских реакција су ендотермичке реакције, односно оне које апсорбирају топлоту до које долази.

Зашто све реакције нису спонтане? Зато што иду узлазно према законима термодинамике: троше енергију и системи формирани од стране укључених врста смањују своју ентропију; то јест, у хемијске сврхе, они постају молекулски наручени.

Извор: Пкхере

Изградња зида од опеке је пример ендергонске реакције. Цигле саме не компактно формирају чврсто тело. То је зато што не постоји енергетска добит која промовише њихове синдикате (што се такође одражава на њихове могуће ниске интермолекуларне интеракције).

Дакле, за изградњу зида потребан вам је цемент и радна снага. То је енергија и не-спонтана реакција (зид се неће градити аутоматски) постаје могућа ако се опажа енергетска корист (економска, у случају зида).

Ако нема користи, зид ће се срушити под било каквим сметњама, а његове цигле се никада неће моћи држати заједно. Исто је и са многим хемијским једињењима, чији грађевни блокови не могу да се спонтано споје.

Карактеристике ендергонске реакције

Шта ако се зид може изградити спонтано? Да би се то постигло, интеракције између цигле морају бити веома јаке и стабилне, толико да није потребан цемент или особа да их наручи; док је зид од опеке, иако је отпоран, очврсли цемент који их држи заједно и није правилно материјал од цигле.

Стога су прве карактеристике ендергонске реакције следеће:

-Није спонтано

-Апсорбира топлоту (или другу врсту енергије)

И зашто апсорбује енергију? Јер њихови производи имају више енергије од реактаната који су укључени у реакцију. То се може представити следећом једначином:

ΔГ = Г _{Реактивни} -Г _{производи}

Где је ΔГ промена Гиббсове слободне енергије. Пошто је Г _{Производ} већи (јер је енергичнији) од Г _{реагенса} , одузимање мора бити веће од нуле (ΔГ> 0). Следећа слика даље резимира оно што је управо објашњено:

Извор: Габриел Боливар

Имајте на уму разлику између енергетских стања између производа и реактаната (љубичаста линија). Због тога реактанти не постају производи (А + Б => Ц) ако прво не дође до апсорпције топлоте.

Повећава слободну енергију система

Свака ендергонска реакција повезана је са повећањем Гиббсове слободне енергије система. Ако је за одређену реакцију тачно да је ΔГ> 0, онда она неће бити спонтана и захтеваће снабдевање енергијом.

Како математички знати да ли је реакција ендергонска или не? Примена следеће једначине:

ΔГ = ΔХ - ТΔС

Где је ΔХ енталпија реакције, тј. Укупна енергија ослобођена или апсорбована; ΔС је ентропијска промена, а Т је температура. ТΔС фактор је губитак енергије који се не користи у ширењу или распореду молекула у фази (чврста, течна или гасна).

Дакле, ΔГ је енергија коју систем може да користи за рад. Пошто ΔГ има позитиван знак за ендергонску реакцију, на систем (реактанте) се мора применити енергија или рад да би се добили производи.

Затим, знајући вредности ΔХ (позитивне, за ендотермичку реакцију и негативне, за егзотермичку реакцију) и ТΔС, могуће је знати да ли је реакција ендергонска. То значи да иако је реакција ендотермична, није нужно ендергонична .

Коцка леда

На пример, коцка леда се топи у течној води, апсорбујући топлоту, што помаже у одвајању његових молекула; међутим, процес је спонтан, и стога није ендергонска реакција.

А шта је са ситуацијом када желите да растопите лед на температури знатно нижој од -100 ° Ц? У овом случају, израз ТΔС у једначини слободне енергије постаје мали у поређењу с ΔХ (јер Т опада), и као резултат тога, ΔГ ће имати позитивну вредност.

Другим речима: топљење леда испод -100ºЦ је ендергонски процес, и није спонтано. Сличан је случај замрзавања воде око 50 ° Ц, што се не догађа спонтано.

Везе за ваше производе су слабије

Друга важна карактеристика, такође повезана са ΔГ, је енергија нових веза. Везе формираних продуката су слабије од реактаната. Међутим, смањење чврстоће везе надокнађује се порастом масе, што се одражава на физичка својства.

Овде упоређивање са зидом од опеке почиње да губи смисао. Према горе наведеном, везе унутар цигле морају бити јаче од веза између цемента и цемента. Међутим, зид у целини је крутији и отпорнији због веће масе.

Нешто слично ће бити објашњено у одељцима са примерима, али са шећером.

Упоредо је са ексергонским реакцијама

Ако ендергонске реакције нису спонтане, како се одвијају у природи? Одговор настаје због повезивања са другим реакцијама које су сасвим спонтане (екстрогонске) и које некако потичу њихов развој.

На пример, следећа хемијска једначина представља ову тачку:

А + Б => Ц (ендергонска реакција)

Ц + Д => Е (екстрогонска реакција)

Прва реакција није спонтана, па се природно не може догодити. Међутим, производња Ц омогућава да се догоди друга реакција, изазивајући Е.

Ако се додају Гиббсове слободне енергије за две реакције, ΔГ ₁ и ΔГ ₂ , са резултатом мањим од нуле (ΔГ <0), тада ће систем представити пораст ентропије и због тога ће бити спонтана.

Ако Ц није реаговао са Д, А га никада не би могао формирати, јер нема енергетске надокнаде (као у случају новца са зидом од опеке). Тада се каже да Ц и Д "вуку" А и Б да реагују, иако је то ендергонска реакција.

Примери

Извор: Мак Пикел

Фотосинтеза

Биљке користе соларну енергију за стварање угљених хидрата и кисеоника из угљендиоксида и воде. ЦО ₂ и О ₂ , мали молекули са јаким везама, форме шећера, са структурама прстена, који су тежи, чвршћа и топе на температури од око 186ºЦ.

Имајте на уму да су везе ЦЦ, ЦХ и ЦО слабије од оних О = Ц = О и О = О. А из јединице шећера, биљка може да синтетише полисахариде, попут целулозе.

Синтеза биомолекула и макромолекула

Ендергонске реакције су део анаболичких процеса. Као и угљени хидрати, и другим биомолекулама, попут протеина и липида, потребни су сложени механизми који без њих и повезивања са реакцијом хидролизе АТП-а не би могли постојати.

Исто тако, метаболички процеси као што је ћелијско дисање, дифузија јона преко ћелијских мембрана и транспорт кисеоника кроз крвоток су примери ендергонских реакција.

Стварање дијаманата и тешких једињења из сирове нафте

Дијаманти захтевају огромне притиске и температуре, тако да се њихове компоненте могу збијати у кристалну чврсту супстанцу.

Међутим, неке кристализације су спонтане, мада се јављају врло спорим брзинама (спонтаност нема везе са кинетиком реакције).

Коначно, сама сирова нафта представља производ ендергонских реакција, нарочито тешких угљоводоника или макромолекула названих асфалтени.

Његове структуре су веома сложене, а њихова синтеза траје дуго (милион година), топлота и бактеријско деловање.

Референце

1. КуимиТубе. (2014). Ендергоничне и ексергонске реакције. Опоравак од: куимитубе.цом
2. Академија Кан. (2018). Слободна енергија. Опоравак од: ес.кханацадеми.орг
3. Биологи Дицтионари. (2017). Дефиниција ендергонске реакције. Опоравило од: биологидицтионари.нет
4. Лоугее, Мари. (18. маја 2018.) Шта је ендергонска реакција? Сциацхинг. Опоравило од: сциацхинг.цом
5. Хелменстине, др Анне Марие (22. јуна 2018.). Ендергониц вс Екергониц (са примерима). Опоравак од: тхинкцо.цом
6. Аррингтон Д. (2018). Ендергонска реакција: дефиниција и примјери. Студи. Опоравак од: студи.цом
7. Аудерсирк Биерс. (2009). Живот на Земљи. Шта је енергија? . Опоравак од: ххх.гавилан.еду