Eksoterm Reaksjon: Prosess, Typer og Eksempler
Den eksoterme reaksjonen er en type kjemisk reaksjon der en energioverføring oppstår, hovedsakelig i form av utløsning av varme eller lys. Navnet kommer fra det greske prefikset exo, som betyr "til utsiden"; og termen "termisk", som refererer til varme eller temperatur.
I denne forstand kan eksoterme reaksjoner overføre andre typer energi til miljøet der de genereres, for eksempel med eksplosjoner og deres måte å overføre kinetisk og sonisk energi når stoffer som er i gassfase ved høye temperaturer, blir utvidet. voldelig måte.
På samme måte, når det gjelder bruk av batterier, utføres også en eksoterm reaksjon, bare i dette tilfellet transporteres elektrisk energi.
prosessen
Tidligere ble det nevnt at når en eksoterm reaksjon oppstår, oppstår en energiutløsning som kan visualiseres lettere i følgende ligning:
Reagenser (er) → Produkt (er) + Energi
Så, for å kvantifisere energien som er absorbert eller frigjort av et system, brukes en termodynamisk parameter kalt enthalpi (betegnet med "H"). Hvis det i et system (i dette tilfellet en kjemisk reaksjon) er energiutslipp til omgivelsene, vil variasjonen av enthalpien (uttrykt som ΔH) ha en negativ verdi.
Ellers, hvis variasjonen av dette tiltaket er positiv, reflekterer det opptaket av varme fra omgivelsene. Også størrelsen på enthalpivarianten av systemet er et uttrykk for mengden energi som overføres til eller fra miljøet.
Jo større størrelsen på ΔH, desto større blir frigjøringen av energi fra systemet til det omgivende medium.
Dette skyldes at i disse reaksjonene er nettenergien som frigjøres når nye koblinger opprettes større enn nettoenergien som brukes i fragmenteringen av koblingene.
Av det ovenstående kan det konkluderes at denne typen reaksjoner er svært vanlige, fordi reaksjonsproduktene har en mengde energi lagret i bindingene som er større enn det som er oppført i reaktantene i utgangspunktet.
typen
Det finnes forskjellige former for eksoterme reaksjoner i de ulike feltene i kjemi, enten i laboratoriet eller i industrien. Noen utføres spontant, og andre trenger spesifikke forhold eller en type stoff, for eksempel en katalysator som skal produseres.
Følgende er de viktigste typene eksoterme reaksjoner:
Forbrenningsreaksjoner
Forbrenningsreaksjonene er de av redokstypen som oppstår når et eller flere stoffer reagerer med oksygen, noe som generelt resulterer i utgivelse av lys og termisk energi - det vil si lys og varme - når en flamme blir produsert.
Nøytraliseringsreaksjoner
Nøytraliseringsreaksjoner kjennetegnes av samspillet mellom en syreart og en alkalisk substans (base) for å danne et salt og vann som manifesterer en eksoterm natur.
Oksidasjonsreaksjoner
Det er mange reaksjoner av denne typen som viser eksoterm oppførsel, fordi oksydasjon av oksygen gir utslipp av en stor mengde energi, som ved oksydasjon av hydrokarboner.
Termitreaksjon
Denne reaksjonen kan produsere en temperatur på ca. 3000 ° C, og på grunn av den høye affinitet av aluminiumpulver med et stort antall metalloksyder, anvendes det ved sveising av stål og jern.
Polymeriseringsreaksjon
Denne typen reaksjon er den som oppstår når et bestemt antall kjemiske arter som kalles monomerer reagerer, som er enheter som ved kombinasjon gjentas i kjeder for å danne makromolekylære strukturer kalt polymerer.
Kjernefysjonsreaksjon
Denne prosessen refererer til delingen av kjernen til et atom som anses tungt - det vil si med et massenummer (A) større enn 200 - å produsere fragmenter eller kjerne av mindre størrelse med en mellommasse.
I denne reaksjonen, hvor en eller flere nøytroner dannes, frigjøres en stor mengde energi fordi kjernen med en høyere vekt har lavere stabilitet enn sine produkter.
Andre reaksjoner
Det er også andre eksoterme reaksjoner av stor relevans, som for eksempel dehydrering av noen karbohydrater når de reagerer med svovelsyre, absorpsjon av vann presentert av natriumhydroksyd utsatt for friluft eller oksidasjon av metalliske arter i mange korrosjonsreaksjoner.
eksempler
Følgende er noen eksempler på eksoterme reaksjoner, som produserer en variasjon av entalpi som har en negativ verdi på grunn av det faktum at de frigjør energi, som nevnt ovenfor.
For eksempel er forbrenningen av propan en spontan eksoterm reaksjon:
C3H8 (g) + 502 (g) → 3C02 (g) + 4H20 (l)
Et annet tilfelle av eksoterm oppførsel er vist ved nøytraliseringsreaksjonen mellom natriumkarbonat og saltsyre:
NaHCO3 (aq) + HCI (aq) → NaCl (aq) + H20 (l) + CO2 (g)
Oksidasjonen av etanol til eddiksyre som brukes i pustevaksjonene presenteres også, hvis fullstendige reaksjon er vist i følgende ligning:
3CH3CH20H + 2K2Cr2O7 + 8H2SO4 → CH3COOH + 2Cr (S04) 3 + 2K2S04 + 11H20
En annen klasse av eksoterm reaksjon er den såkalte termitreaksjonen, hvori aluminium er kombinert med et metalloksyd, som eksemplifisert nedenfor:
2Al (s) + Fe203 (s) → Al2O3 (s) + Fe (l)
I tillegg til eksemplene som er forklart ovenfor, er det et bredt spekter av reaksjoner som også betraktes som eksoterme, for eksempel dekomponering av visse organiske avfallsstoffer for kompostering.
Det fremhever også oksidasjonen av luciferinpigmentet ved hjelp av enzymet luciferase for å produsere bioluminescensegenskapen til ildfluer, og til og med puste blant mange andre reaksjoner.
