11 Παράδειγμα Ενδόθερμης Αντίδρασης: Λεπτομερείς Επεξηγήσεις

Σε αυτό το άρθρο, συζητούνται εν συντομία «παραδείγματα ενδόθερμων αντιδράσεων» διαφορετικά παραδείγματα και ορισμένα αριθμητικά προβλήματα σχετικά με την ενδόθερμη αντίδραση.

Τα παραδείγματα είναι -

  1. Λιώσιμο του πάγου για σχηματισμό νερού
  2. Εξάχνωση Στερεού Διοξειδίου του Άνθρακα
  3. Θερμική αποσύνθεση ανθρακικού ασβεστίου
  4. Φωτοσύνθεση
  5. Εξάτμιση Νερού
  6. Μερική Οξείδωση Φυσικού Αερίου
  7. Σχηματισμός μονοξειδίου του αζώτου
  8. Διάλυση χλωριούχου αμμωνίου σε νερό
  9. Διαχωρισμός ζεύγους ιόντων
  10. Τήξη Στερεών Αλάτων
  11. Αντίδραση Θειονυλοχλωριδίου με Κοβάλτιο (II)
  12. Σχηματισμός κατιόντων σε αέρια φάση

Τι είναι η Ενδόθερμη Αντίδραση;

Στη Χημεία, η ενδόθερμη αντίδραση ορίζεται ως ένας τύπος αντίδρασης στην οποία οποιοδήποτε σύστημα απορροφά ενέργεια με τη μορφή θερμότητας, φωτός από το περιβάλλον.

Η μεταβολή της ενθαλπίας για μια ενδόθερμη αντίδραση είναι πάντα θετική (ΔH>0).

Παραδείγματα ενδόθερμων αντιδράσεων
Ενεργειακό Διάγραμμα Ενδόθερμης Αντίδρασης.
Image Credit: Wikimedia Commons

Για να μάθετε περισσότερα, ακολουθήστε: Stereoselective vs Stereospecific: Λεπτομερείς πληροφορίες και γεγονότα

Λιώσιμο του πάγου για σχηματισμό νερού

Το λιώσιμο του πάγου για να σχηματιστεί νερό είναι ένα παράδειγμα αντίδρασης αλλαγής φάσης και προχωρά με ενδόθερμη οδό. Ο πάγος λιώνει σε θερμοκρασία 273 Κ ή πάνω από 273 Κ. Για την τήξη του πάγου σε θερμοκρασία 273K, η θερμότητα που απορροφάται από το σύστημα είναι ίση με τη λανθάνουσα θερμότητα (80cal/g) και για την τήξη πάγου πάνω από θερμοκρασία 273K η θερμότητα που απορροφάται από το σύστημα είναι μεγαλύτερη από αυτή τη λανθάνουσα θερμότητα.

Εξάχνωση Στερεού Διοξειδίου του Άνθρακα

Η εξάχνωση είναι μια διαδικασία αλλαγής φάσης κατά την οποία η στερεά μορφή αλλάζει απευθείας σε κατάσταση ατμού χωρίς να αλλάξει η φάση από στερεή σε υγρή κατάσταση. Όταν στερεό CO2 γνωστός ως ξηρός πάγος εξαχνώνεται από τη στερεά του κατάσταση σε κατάσταση ατμού (αέριο διοξείδιο του άνθρακα), το σύστημα απορροφά μεγάλη ποσότητα θερμότητας από το περιβάλλον. Έτσι εξάχνωση του Το στερεό CO2 είναι ένα παράδειγμα της ενδόθερμης διαδικασίας.

Για να μάθετε περισσότερα, περάστε από: Peptide Bond vs Disulfide Bond: Comparative Analysis and Facts

Θερμική αποσύνθεση ανθρακικού ασβεστίου

Θερμικός Η αποσύνθεση είναι ένας τύπος αντίδρασης αποσύνθεσης που γίνεται με χρήση θερμικής ενέργειας.

Το ανθρακικό ασβέστιο μπορεί να παρασκευαστεί με την αντίδραση μεταξύ υδροξειδίου του ασβεστίου και διοξειδίου του άνθρακα.

Ca (ΟΗ)2 + CO2 Κλέφτης3 + Η2O

 Όταν το ανθρακικό ασβέστιο αποσυντίθεται παρουσία θερμότητας, παράγει οξείδιο του ασβεστίου (CaO) και CO2.

Κλέφτης3 → CaO + CO2

Φωτοσύνθεση

Η φωτοσύνθεση, μια ενδόθερμη αντίδραση, προχωρά απορροφώντας το ηλιακό φως (ενέργεια φωτός). Κατά τη διάρκεια της φωτοσύνθεσης, η χλωροφύλλη απορροφά το ηλιακό φως και το διοξείδιο του άνθρακα μειώνεται παρουσία νερού για να σχηματίσει ένα μόριο γλυκόζης.

CO2 + Η2O → C6H12O6 + 6Ο2

1 εικόνα
Φωτοσύνθεση.
Image Credit: Wikimedia Commons

Για να μάθετε περισσότερα, ελέγξτε: Peptide Bond vs Ester Bond: Comparative Analysis and Facts

Εξάτμιση Νερού

Η εξάτμιση του νερού χρειάζεται ενέργεια σε μορφή θερμότητας για να σχηματίσει ατμό. Η αλλαγή φάσης (liq=vap) γίνεται μέσω της εξάτμισης του νερού. Η εξάτμιση του νερού λαμβάνει χώρα στους 373 Κ ή πάνω από 373 Κ. Όταν το νερό εξατμίστηκε στους 373 K (1000Γ) η ενέργεια που απορροφάται είναι ίση με τη λανθάνουσα θερμότητα της εξάτμισης (540cal/g) και για πάνω από 373K η θερμότητα θα απορροφηθεί περισσότερο από αυτή τη λανθάνουσα θερμότητα της εξάτμισης.

Μερική Οξείδωση Φυσικού Αερίου

Η μερική οξείδωση του φυσικού αερίου είναι σίγουρα μια ενδόθερμη αντίδραση καθώς λαμβάνει χώρα σε πολύ υψηλή θερμοκρασία (1200-15000ΝΤΟ). Το φυσικό αέριο περιέχει μεθάνιο (CH4) και υφίσταται οξείδωση παρουσία ατμού (H2Ο). Το υδρογόνο και το αέριο μονοξείδιο του άνθρακα λαμβάνονται ως το προϊόν αυτής της διαδικασίας μερικής οξείδωσης.

CH4 (ζ) + Η2O (g) → CO (g) + 3Η2

Σχηματισμός μονοξειδίου του αζώτου

Στο σχηματισμό του μονοξειδίου του αζώτου απορροφάται θερμική ενέργεια και έτσι το del H είναι θετικό για αυτή την αντίδραση. Σχεδόν 181 KJ ποσότητα ενέργειας απορροφάται κατά τη διάρκεια αυτής της αντίδρασης όταν το αζώτου και το διοξυγόνο αντιδρούν μεταξύ τους.

N2 + Ο2 2NO

Διάλυση χλωριούχου αμμωνίου σε νερό

 Χλωριούχο αμμώνιο (NH4Το Cl), μια στερεή κρυσταλλική ένωση, είναι προϊόν αμμωνίας και χλωρίου. Στο νερό διασπάται στα δύο συστατικά του άτομα, το κατιόν αμμωνίου (NH4) και χλωριούχο ανιόν (Cl-).

NH4Cl (s)→ NH4+ (aq) + Cl- (υδ)

NH4+ (υδ) + Η2O (υγρό) → NH3 (υδ) + Η3O+ (υδ)

H3O+ + ΟΗ- 2H2O (αναστρέψιμη αντίδραση)

Αυτή η διάλυση προχωρά προς την κατεύθυνση προς τα εμπρός απορροφώντας θερμότητα. Έτσι, η μεταβολή της ενθαλπίας θα είναι πάντα θετική.

Για να μάθετε περισσότερα, ακολουθήστε: CH2CL2 Lewis Structure Γιατί, πώς, πότε και λεπτομερή γεγονότα

Διαχωρισμός ζεύγους ιόντων

Τα ζεύγη ιόντων σχηματίζονται κυρίως σε διάλυμα λόγω της ηλεκτροστατικής δύναμης έλξης μεταξύ θετικά και αρνητικά φορτισμένων ιόντων. Ο σχηματισμός ζευγών ιόντων προχωρά μέσω της απελευθέρωσης ενέργειας (εξώθερμη διαδικασία). Ο διαχωρισμός του ζεύγους ιόντων συμβαίνει όταν αυτή η ξεχωριστή χημική οντότητα που περιέχει δύο θετικά φορτισμένα ιόντα διαχωρίζεται και σχηματίζει δύο ιόντα. Η απορρόφηση θερμικής ενέργειας είναι ο κύριος καθοριστικός παράγοντας για να προχωρήσουμε προς τα εμπρός. Άρα, είναι η αντίστροφη διαδικασία σχηματισμού ζεύγους ιόντων και είναι μια ενδόθερμη διαδικασία.

Τήξη Στερεών Αλάτων

Το αλάτι είναι ένας τύπος κρυσταλλικής ένωσης που έχει πολύ υψηλό σημείο τήξης. Αλλά αυτό το στερεό αλάτι τήκεται σε τυπική θερμοκρασία και πίεση. Το κανονικό επιτραπέζιο αλάτι (NaCl) έχει σημείο τήξης 8000Ο C και η θερμότητα σύντηξης (ΔH(fusion)) είναι 520 Joule ανά γραμμάριο. Η τήξη του στερεού αλατιού απαιτεί υψηλή θερμική ενέργεια και υψηλή θετική μεταβολή της ενθαλπίας.

Αντίδραση Θειονυλοχλωριδίου με Κοβάλτιο (II)

Η αντίδραση μεταξύ εξαένυδρου χλωριούχου κοβαλτίου με θειονυλοχλωρίδιο δίνει υδροχλωρικό οξύ, χλωριούχο κοβάλτιο και διοξείδιο του θείου ως προϊόντα. Αυτή είναι μια ενδόθερμη διαδικασία και λαμβάνει χώρα απορροφώντας θερμότητα από το περιβάλλον. Η θερμοκρασία του μέσου αντίδρασης μειώνεται από 160C έως 5.90C και η μεταβολή της ενθαλπίας είναι θετική.

CoCl2. 6H2O + 6SOCl2 CoCl2 + 12HCl + 6SO2

Σχηματισμός κατιόντος σε αέρια φάση

Η διαδικασία σχηματισμού κατιόντων σε αέρια φάση απαιτεί θερμική ενέργεια. Για να σχηματιστεί ένα κατιόν, απαιτείται ενέργεια ίση με ενέργεια ιονισμού για την απομάκρυνση των ηλεκτρονίων από το κέλυφος σθένους ενός ατόμου.

Αυτή η ενέργεια ιονισμού εξαρτάται από την ηλεκτρονική διαμόρφωση του αντίστοιχου ατόμου. Έτσι ο σχηματισμός κατιόντων είναι σίγουρα μια ενδόθερμη διαδικασία. Ενώ ο σχηματισμός των το ανιόν είναι ένα παράδειγμα της εξώθερμης διεργασίας γιατί μετά την προσθήκη ηλεκτρονίων στο κέλυφος σθένους, θα απελευθερωθεί κάποια ενέργεια.

Μερικά αριθμητικά προβλήματα με απαντήσεις στην ενδόθερμη διεργασία συζητούνται παρακάτω-

Υπολογίστε το del H για τη διαδικασία- N2 (ζ) +2Ο2 (ζ) = 2ΝΟ2 (Ζ) Η μεταβολή της ενθαλπίας για τις δεδομένες αντιδράσεις είναι -

N2 (ζ) + Ο2 (g) = 2NO ΔH = 180.5 KJ ΟΧΙ (g) + (1/2) Ο2 = ΟΧΙ2 (ζ) ΔΗ = -57.06 KJ

Απάντηση:                Ν2 (ζ) + Ο2 (Ζ)   2 ΟΧΙ (ζ)                                                                                (2            nd αντίδραση× 2) ΝΟ (g) + (1/2) Ο2 ΟΧΙ2 (Ζ)

Η εξίσωση που προκύπτει θα είναι = N2 (ζ) + 2Ο2 (Ζ) 2NO2 (ζ) Έτσι, η μεταβολή της ενθαλπίας αυτής της αντίδρασης είναι = {180.5 +2×(-57.06)} KJ = 66.38 KJ.

Αυτή είναι μια ενδόθερμη αντίδραση καθώς η μεταβολή της ενθαλπίας είναι θετική.

Υπολογίστε τη μεταβολή της ενθαλπίας για την ακόλουθη αντίδραση: Hg2Cl2 (s) = 2Hg (l) + Cl2 (Ζ) Η μεταβολή της ενθαλπίας για τις δεδομένες αντιδράσεις είναι - Hg (υγρό) + Cl2 (g) = HgCl2 (s) ΔH= -224KJ Hg (υγρό) + HgCl2 (s) = Hg2Cl2 (s) ΔΗ = -41.2 KJ

Απάντηση: Οι παραπάνω αντιδράσεις μπορούν να γραφούν ως-

HgCl2 = Hg (υγρό) + Cl2 (ζ) (s)       ΔH= 224KJ                                   Hg2Cl2 (s)= Hg (υγρό) + HgCl2 (s)  ΔH = 41.2 KJ

Η εξίσωση που προκύπτει θα είναι: Hg2Cl2 (s) = 2Hg (l) + Cl2 (Ζ)

Έτσι, η μεταβολή της ενθαλπίας είναι = (224 + 41.2) KJ                                                         = 265.2 KJ.

Υπολογίστε τη μεταβολή της ενθαλπίας για την ακόλουθη αντίδραση – CO2 (ζ) + Η2O (υγρό) = CH4 (ζ) + Ο2 (Ζ) Δεδομένης αλλαγής ενθαλπίας για CH4, Η2O και CO2 είναι -74.8, -285.8 και -393.5 KJ/mol αντίστοιχα.

Απάντηση: αλλαγή ενθαλπίας = ενθαλπία προϊόντων – ενθαλπία αντιδρώντων.

Ντελ Χf για το οξυγόνο είναι 0.

Η ισορροπημένη εξίσωση είναι - CO2 (ζ) + 2Η2O (υγρό) = CH4 (ζ) + Ο2 (ζ) ΔH = {(-74.8) – 2×(-285.8) – (-393.5)} KJ/mol =890.3 KJ/mol

Συχνές Ερωτήσεις (FAQ)

Πώς μπορεί να αυξηθεί ο ρυθμός μιας ενδόθερμης αντίδρασης;

Απάντηση: Μια ενδόθερμη αντίδραση εξαρτάται από τη θερμοκρασία του μέσου αντίδρασης. Η μείωση της θερμοκρασίας του μέσου αντίδρασης αυξάνει την έκταση της αντίδρασης προς την κατεύθυνση προς τα εμπρός.

Ποια είναι η μεταβολή της εντροπίας για μια ενδόθερμη αντίδραση;

Απάντηση: Η αλλαγή της εντροπίας για μια ενδόθερμη αντίδραση είναι πάντα αρνητική και απορροφάται ενέργεια από περιβάλλον σε σύστημα

Να αναφέρετε μια αντίδραση που θα είναι πάντα ενδόθερμη αντίδραση;

Απάντηση: Η θερμική αποσύνθεση είναι ένας τύπος αντίδραση που θα είναι πάντα παράδειγμα της ενδόθερμης αντίδρασης.

Διαβάστε επίσης: