ЕГЗОТЕРМНА РЕАКЦИЈА: ПОСТУПАК, ВРСТЕ И ПРИМЕРИ - ХЕМИЈА - 2025

Егзотермна реакција је врста хемијске реакције у којима пренос енергије јавља углавном у виду ослобађања топлоте или светлости. На пример, свака реакција сагоревања, у којој нешто гори, настаје егзотермна реакција.

Током свакодневног живота уобичајено је видети како се различите егзотермичке реакције одвијају природно или проузрокују проузроковањем промена у температурама на различитим местима. Ове температурне промене се могу мерити помоћу термометра.

Егзотермна реакција са ослобађањем топлоте

У том смислу, егзотермне реакције могу пренијети друге врсте енергије у медијум у којем се стварају, као што се догађа с експлозијама и њиховим начином пријеноса кинетичке и звучне енергије када се твари које су у плиновитој фази на високим температурама шире са насилан начин.

На исти начин, у случају употребе батерија врши се и реакција егзотермног типа, само у том случају се преноси електрична енергија.

Насупрот овим реакцијама су ендотермичне, које апсорбују енергију.

Процес

Сагоревање шибице је егзотермна реакција

Раније је поменуто да када дође до егзотермне реакције, долази до ослобађања енергије, која се лакше може приказати у следећој једначини:

Реагенти (и) → Производ (и) + Енергија

Дакле, за квантификацију енергије коју систем апсорбује или ослобађа, користи се термодинамички параметар назван енталпија (означен као "Х"). Ако у систему (у овом случају хемијска реакција) дође до испуштања енергије према околини, тада ће промена енталпије (изражена као ΔХ) имати негативну вредност.

У супротном, ако је варијација ове мере позитивна, она одражава апсорпцију топлоте из околине. Слично томе, величина промене енталпије система је израз количине енергије која се преноси у или из окружења.

Што је већа магнитуде ΔХ, то је веће ослобађање енергије из система у околно окружење.

То се дешава зато што је у тим реакцијама нето енергија која се ослобађа када се створе нове везе већа од нето енергије која се користи у фрагментацији веза.

Из наведеног се може закључити да је ова класа реакција врло честа, јер производи реакције имају количину енергије која је ускладиштена у везама и која је већа од иницијалне реакције.

Врсте

Постоје различите врсте егзотермичких реакција у различитим пољима хемије, било у лабораторији или индустрији; неки се одвијају спонтано, а други захтевају да се произведу специфични услови или нека супстанца као катализатор.

Ниже су наведене најважније врсте егзотермичких реакција:

Реакције изгарања

Реакције изгарања су оне редокс типа које настају када једна или више супстанци реагирају са кисеоником, углавном да би се створило ослобађање светлости и топлотне енергије - односно светлости и топлоте - када се пламен створи.

Реакције неутрализације

Реакције неутрализације карактерише интеракција између киселе врсте и алкалне супстанце (базе) да би се формирала со и вода, који показују егзотермну природу.

Оксидационе реакције

Много је реакција ове врсте које показују егзотермно понашање, јер оксидација кисеоника изазива ослобађање велике количине енергије, као што се догађа при оксидацији угљоводоника.

Реакција термита

Ова реакција може да произведе температуру од око 3000 ° Ц, а због високог афинитета алуминијумског праха са великим бројем металних оксида, користи се у заваривању челика и гвожђа.

Реакција полимеризације

Ова врста реакције је она која потиче када реагује одређени број хемијских врста које се називају мономери, а то су јединице које се, када се комбинују, понављају у ланцима да би настале макромолекуларне структуре назване полимери.

Реакција нуклеарне фисије

Овај поступак се односи на поделу језгра атома који се сматра тешким - то је, са масеним бројем (А) већим од 200 - да би се добили фрагменти или језгра мање величине са средњом масом.

У овој реакцији, где се формира један или више неутрона, ослобађа се велика количина енергије, јер језгро веће тежине има мању стабилност од својих производа.

Друге реакције

Постоје и друге егзотермне реакције од велике важности, попут дехидратације неких угљених хидрата при реакцији са сумпорном киселином, апсорпције воде натријум хидроксида изложене отвореном ваздуху или оксидације металних врста у многим корозијским реакцијама.

Примери егзотермичких реакција

Испод су неки примери егзотермичких реакција које производе варијацију енталпије која има негативну вредност због чињенице да ослобађа енергију:

Упаљена свећа

Процес сагоревања парафина и фитиљ свеће производи егзотермичну реакцију која ствара топлоту и светлост.

Запалите фосфор

Када се шибица запали, настаје реакција између хемијских материја које је чине и кисеоника присутног у ваздуху. На овај начин се ствара егзотермна реакција која производи и светлост и топлоту.

Дисање

Процес дисања производи егзотермну реакцију у ћелијама током размене гаса. На овај начин, глукоза се заједно са кисеоником претвара у угљен диоксид и топлоту.

Спаљивање дрва за огрјев

Сагоревање дрвета производи егзотермичну реакцију тако што се резултирајући производ те реакције манифестује као топлота и температура.

Сагоревање пропана

На пример, сагоревање пропана је спонтана егзотермна реакција:

Ц ₃ Х ₈ (г) + 5О ₂ (г) → 3ЦО ₂ (г) + 4Х ₂ О (л)

Натријум-карбонат - реакција неутрализације хлороводоничне киселине

Други случај егзотермичног понашања приказан је реакцијом неутрализације између натријум карбоната и хлороводоничне киселине:

НаХЦО ₃ (ак) + ХЦл (ак) → НаЦл (ак) + Х ₂ О (л) + ЦО ₂ (г)

Оксидација етанола у сирћетној киселини

Такође је приказана оксидација етанола у сирћетне киселине која се користи у инхалаторима за ваздух, чија је потпуна реакција приказана у следећој једначини:

3ЦХ ₃ ЦХ ₂ ОХ + 2К ₂ Цр ₂ О ₇ + 8Х ₂ СО ₄ → ЦХ ₃ ЦООХ + 2Цр (СО ₄ ) ₃ + 2К ₂ СО ₄ + 11Х ₂ О

Реакција термита

Друга врста егзотермне реакције је такозвана термитна реакција, у којој се алуминиј комбинује са металним оксидом, као што је доле приказано:

2Ал + Фе ₂ О ₃ (с) → Ал ₂ О ₃ (с) + Фе (л)

Челична струготина + сирће

Ова смеша делује као облик спорог сагоревања где челик пролази оксидациони процес захваљујући деловању сирћета.

"Пас лаје"

Овој реакцији је додељено ово име јер одаје звук сличан звуку лајања пса.

Ова реакција се одвија унутар лабораторијске епрувете у којој се мешају азотни оксид и азотни оксид и угљен бисулфат.

Стаклена боца + алкохол

Слична реакцији коју је створио горе поменути експеримент, јесте трљање стаклене боце алкохолом на такав начин да се створи пламен.

Детерџент за веш + вода

Када се сапун са детерџентом за веш раствара, може се приметити егзотермна реакција. Ово је један од најлакше запажених примера егзотермичких реакција код куће.

Слон паста за зубе

Ово је експеримент који се обично користи да објасни динамику егзотермичких реакција. Састоји се од растварања водоник пероксида у неком сапунском медијуму, тако да се на тај начин ствара велика количина пене.

Овој смеши се додаје катализатор (калијум јодид) који помаже брзом разградњи пероксида.

Сумпорна киселина + шећер

Процес дехидрације шећера производи очигледну егзотермну реакцију. Када помешате сумпорну киселину са шећером, она се дехидрира и појављује се колона црног дима, због чега околина мирише на спаљене кости.

Натријум + вода

Натријум или било који алкални медијум снажно реагују са водом. Када додате било који алкални метал у воду (литијум, натријум, калијум, рубидијум или цезијум), он мора реаговати.

Што је број елемената већи у периодичној табели, реакција ће бити јача.

Натријум ацетат

Натријум-ацетат је познат као врући лед. Овај материјал полази од кристализације залеђених раствора који, уместо да испушта хладноћу, ослобађа топлоту.

Због свог изгледа назива се "ледом", али у ствари је кристализовани натријум ацетат један од најчешћих материјала који се користе за загревање руку.

Сода + сирће

Ова смеша производи егзотермичну реакцију која ствара велике количине пене, па се обично користи да личи на експлозију вулкана.

Џин у боци

У овом експерименту, водоник пероксид (водоник пероксид) се помеша са калијум перманганатом. На овај начин, перманганат разграђује водоник пероксид, изазивајући велику количину дима и топлоте.

Експлозивна гумица

Гумени медвједи богати су сахарозом (шећером), супстанцом која, када се меша са калијум хлоратом на високим температурама, ствара силовиту експлозију и кретање гумастих медведа.

Муња у цеви

Ова реакција настаје када се корозивна киселина меша са алкохолом или ацетоном.

На овај начин се види снажна хемијска реакција која резултира стварањем светлости унутар цеви сличне оној муње.

Замрзните воду

Током овог процеса вода ослобађа енергију у облику топлоте, тако да када се водене коцкице смрзну, одвија се егзотермна реакција.

Корозија метала

Чисти метали, односно у свом природном стању када дођу у контакт са ваздухом, производе оксидациону реакцију заједно са стварањем топлоте, па је, како каже, овај процес егзотермичан.

Процес сагоревања гаса

Процес сагоревања било ког гаса, попут метана или природног гаса, производи егзотермичку реакцију која се манифестује стварањем топлоте, а у неким случајевима, када се сагоревање одвија на контролисан начин, може да ствара и светлост.

Остало

Поред претходно објасњених примера, постоји велики број реакција које се такође сматрају егзотермним, попут разградње одређених органских супстанци у отпаду за компостирање.

Такође наглашава оксидацију луциферин пигмента дејством ензима луциферазе да би се створила карактеристична биолуминесценција кријесница, па чак и дисање, међу многим другим реакцијама.

Референце

1. Википедиа. (сф) Егзотермна реакција. Добијено са ес.википедиа.орг
2. ББЦ. (сф) Промене енергије и реверзибилне реакције. Опоравак са ббц.цо.ук
3. Цханг, Р. (2007). Хемија, девето издање. (МцГрав-Хилл).
4. Валкер, Д. (2007). Хемијске реакције. Опоравак од боокс.гоогле.цо.ве
5. Саундерс, Н. (2007). Истраживање хемијских реакција. Добијено од боокс.гоогле.цо.ве