EXOTERM REAKTION: PROCESS, TYPER OCH EXEMPEL - KEMI - 2025

Den exoterma reaktionen är en typ av kemisk reaktion där en överföring av energi sker, främst i form av frisläppande av värme eller ljus. Exempelvis inträffar varje förbränningsreaktion, där något brinner, en exoterm reaktion.

Under det dagliga livet är det vanligt att se hur olika exoterma reaktioner sker naturligt eller orsakas av förändringar i temperaturen på olika platser. Dessa temperaturförändringar kan mätas med hjälp av en termometer.

Exoterm reaktion med frisläppande av värme

I detta avseende kan exoterma reaktioner överföra andra typer av energi till mediet där de genereras, vilket inträffar med explosioner och deras sätt att överföra kinetisk och sonisk energi när ämnen som är i gasfasen vid höga temperaturer expanderas från våldsamt sätt.

På samma sätt, vid användning av batterier, genomförs också en exoterm reaktion, endast i detta fall transporteras elektrisk energi.

I motsats till dessa reaktioner finns endotermiska reaktioner som absorberar energi.

Bearbeta

Förbränningen av en tändsticka är en exoterm reaktion

Det nämndes tidigare att när en exoterm reaktion inträffar inträffar en energiutsläpp, som lättare kan visualiseras i följande ekvation:

Reagens (er) → Produkt (er) + Energi

Så för att kvantifiera den energi som absorberas eller frigörs av ett system används en termodynamisk parameter kallad enthalpy (benämnd "H"). Om det i ett system (i detta fall, en kemisk reaktion) frigörs energi till omgivningen, kommer förändringen i entalpi (uttryckt som ΔH) att ha ett negativt värde.

Annars, om variationen i detta mått är positivt, återspeglar det absorptionen av värme från omgivningen. Likaså är storleken på förändringen i systemets entalpi ett uttryck för mängden energi som överförs till eller från miljön.

Ju större ΔH är, desto större frigörelse av energi från systemet till omgivningen.

Detta inträffar eftersom i dessa reaktioner är den nettenergi som frigörs när nya bindningar skapas större än den nettenergi som används i fragmenteringen av bindningarna.

Från ovanstående kan man dra slutsatsen att denna reaktionsklass är mycket vanligt, eftersom reaktionens produkter har en mängd energi lagrad i bindningarna som är större än den som initialt finns i reaktanterna.

typer

Det finns olika typer av exoterma reaktioner inom de olika kemiområdena, vare sig det är i laboratoriet eller inom industrin; vissa utförs spontant och andra behöver specifika förhållanden eller någon form av ämne som katalysator för att framställas.

De viktigaste typerna av exoterma reaktioner listas nedan:

Förbränningsreaktioner

Förbränningsreaktioner är de av redoxtypen som uppstår när en eller flera ämnen reagerar med syre, i allmänhet för att resultera i frisättning av ljus och värmeenergi - det vill säga ljus och värme - när en låga produceras.

Neutraliseringsreaktioner

Neutraliseringsreaktioner kännetecknas av interaktionen mellan en sur art och en alkalisk substans (bas) för att bilda ett salt och vatten, vilket visar en exoterm karaktär.

Oxidationsreaktioner

Det finns många reaktioner av denna typ som visar exotermiskt beteende, eftersom oxidation av syre orsakar frisättning av en stor mängd energi, som sker vid oxidation av kolväten.

Termitreaktion

Denna reaktion kan ge en temperatur av ungefär 3000 ° C, och på grund av den höga affiniteten hos aluminiumpulver med ett stort antal metalloxider används den vid svetsning av stål och järn.

Polymerisationsreaktion

Denna typ av reaktion är den som har sitt ursprung när ett visst antal kemiska arter som kallas monomerer reagerar, vilket är enheter som när de kombineras upprepas i kedjor för att bilda makromolekylära strukturer som kallas polymerer.

Kärnklyvningsreaktion

Denna process hänför sig till uppdelningen av kärnan i en atom som betraktas som tung - det är med ett massantal (A) större än 200- för att producera fragment eller kärnor med mindre storlek med en mellanliggande massa.

I denna reaktion, där en eller flera neutroner bildas, frigörs en stor mängd energi eftersom kärnan med en större vikt har mindre stabilitet än dess produkter.

Andra reaktioner

Det finns också andra exoterma reaktioner av stor relevans, såsom uttorkning av vissa kolhydrater vid reaktion med svavelsyra, absorption av vatten som presenteras av natriumhydroxid utsatt för utomhusluften eller oxidation av metalliska arter i många korrosionsreaktioner.

Exempel på exoterma reaktioner

Nedan följer några exempel på exoterma reaktioner, som ger en variation i entalpin som har ett negativt värde på grund av att de släpper energi:

Ett tänt ljus

Förbränningsprocessen av paraffin och ljusets veke ger en exoterm reaktion som genererar värme och ljus.

Tända ett fosfor

När en matchning tänds genereras en reaktion mellan de kemiska ämnena som utgör den och syret som finns i luften. På detta sätt genereras en exoterm reaktion som producerar både ljus och värme.

Andas

Andningsprocessen ger en exoterm reaktion i cellerna under gasutbyte. På detta sätt omvandlas glukos tillsammans med syre till koldioxid och värme.

Brinnande ved

Brinnande trä ger en exoterm reaktion genom att den resulterande produkten av denna reaktion manifesteras som värme och temperatur.

Propanförbränning

Exempelvis är förbränningen av propan en spontan exoterm reaktion:

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

Natriumkarbonat - saltsyraneutraliseringsreaktion

Ett annat fall av exotermiskt beteende visas av neutraliseringsreaktionen mellan natriumkarbonat och saltsyra:

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

Oxidation av etanol till ättiksyra

Oxidationen av etanol till ättiksyra som används i andningsapparater presenteras också, vars fullständiga reaktion visas i följande ekvation:

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 + 11 H ₂ O

Termitreaktion

En annan typ av exoterm reaktion är den så kallade termitreaktionen, i vilken aluminium kombineras med en metalloxid, såsom exemplifieras nedan:

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

Stålspån + vinäger

Denna blandning fungerar som en form av långsam förbränning där stålet genomgår en oxidationsprocess tack vare vinäger.

"Hund-skall"

Denna reaktion får detta namn eftersom den avger ett ljud som liknar hundens skällande.

Denna reaktion äger rum i ett laboratorierör där kväveoxid och kväveoxid och kolbisulfat blandas.

Glasflaska + alkohol

I likhet med reaktionen som genererats av det ovannämnda experimentet är det att gnugga en glasflaska med alkohol på ett sådant sätt att en låga produceras.

Tvättmedel + vatten

När tvättmedels tvål upplöses kan en exoterm reaktion ses. Detta är ett av de lättast observerbara exemplen på exoterma reaktioner i hemmet.

Elefanttandkräm

Detta är ett experiment som vanligtvis används för att förklara dynamiken i exoterma reaktioner. Den består av upplösning av väteperoxid i något tvålmedium, så att på detta sätt produceras en stor mängd skum.

En katalysator (kaliumjodid) tillsättes till denna blandning, vilket hjälper till snabb nedbrytning av peroxiden.

Svavelsyra + socker

Dehydratiseringsprocessen för socker ger en uppenbar exoterm reaktion. När du blandar svavelsyra med socker, dehydratiseras och en kolonn med svart rök visas, vilket gör att miljön luktar som brända ben.

Natrium + vatten

Natrium eller något alkaliskt medium reagerar starkt med vatten. Vid tillsats av alkalimetall i vattnet (litium, natrium, kalium, rubidium eller cesium) måste det reagera.

I den mån antalet element är högre i den periodiska tabellen kommer reaktionen att bli starkare.

Natriumacetat

Natriumacetat kallas varm is. Detta material börjar från kristallisation av frysta lösningar som istället för att frigöra kyla, släpper värme.

På grund av dess utseende kallas det "is", men faktiskt kristalliserat natriumacetat är ett av de vanligaste materialen som används för att göra handvärmare.

Soda + vinäger

Denna blandning ger en exoterm reaktion som genererar stora mängder skum, därför används den vanligtvis för att likna explosionen av en vulkan.

Killen i flaskan

I detta experiment blandas väteperoxid (väteperoxid) med kaliumpermanganat. På detta sätt bryter permanganat väteperoxid, vilket gör att en stor mängd rök och värme frigörs.

Explosiva gummibjörnar

Gummy björnar är rika på sackaros (socker), ett ämne som, när det blandas med kaliumklorat vid höga temperaturer, ger en våldsam explosion och rörelse av gummy björnar.

Blixt i ett rör

Denna reaktion inträffar när en frätande syra blandas med alkohol eller aceton.

På detta sätt kan man se en kraftig kemisk reaktion som resulterar i generering av ljus inuti ett rör liknande det för blixtnedslag.

Frys vatten

Under denna process frigör vattnet energi i form av värme, därför när vattenkuber fryser sker en exoterm reaktion.

Korrosion av metaller

Rena metaller, det vill säga i deras naturliga tillstånd när de kommer i kontakt med luft ger en oxidationsreaktion tillsammans med värmegenereringen, därför sägs denna process vara exoterm.

Gasförbränningsprocess

Förbränningsprocessen för vilken gas som helst, såsom metan eller naturgas, ger en exoterm reaktion som manifesterar sig i värmeproduktionen och vid vissa tillfällen, när förbränningen sker på ett kontrollerat sätt, kan den också producera ljus.

Övrig

Förutom de tidigare förklarade exemplen finns det en mängd olika reaktioner som också betraktas som exoterma, såsom nedbrytning av vissa organiska ämnen i avfall för kompostering.

Det belyser också oxidationen av luciferinpigmentet genom verkan av luciferasenzym för att producera den karakteristiska bioluminescensen av eldflugor, och till och med andning, bland många andra reaktioner.

referenser

1. Wikipedia. (Sf). Exoterm reaktion. Erhållen från es.wikipedia.org
2. BBC. (Sf). Energiförändringar och reversibla reaktioner. Återställdes från bbc.co.uk
3. Chang, R. (2007). Kemi, nionde upplagan. (McGraw-Hill).
4. Walker, D. (2007). Kemiska reaktioner. Återställs från books.google.co.ve
5. Saunders, N. (2007). Utforska kemiska reaktioner. Erhålls från books.google.co.ve