תהליך תגובה אקסותרמית, סוגי ודוגמאות

ה תגובה אקסותרמית הוא סוג של תגובה כימית שבה מתרחשת העברת אנרגיה, בעיקר בצורה של חום או שחרור אור. השם מגיע מהקידומת היוונית אקסו, "בחו"ל"; ואת המונח "תרמית", אשר מתייחס חום או טמפרטורה.

הנה, התגובות אקסותרמית רשאיות להעביר סוגים אחרים של אנרגיה לתוך המדיום שבו הוא מופק, כמו עם הפיצוצים, וכיצד להעביר אנרגיה קינטית סוניק כאשר החומרים המצויים בשלב הגז בטמפרטורות גבוהות מורחבות אלים.

באותו אופן, במקרה של שימוש בסוללות, מתרחשת תגובה אקסותרמית, רק במקרה זה מועברת אנרגיה חשמלית.

אינדקס

• תהליך
• 2 סוגים
  • 2.1 תגובות בעירה
  • 2.2 ניטרול התגובות
  • 2.3 תגובות חמצון
  • 2.4 טרמיט תגובה
  • 2.5 תגובה פילמור
  • 2.6 תגובת הביקוע הגרעיני
  • 2.7 תגובות אחרות
• 3 דוגמאות
• 4 הפניות

תהליך

בעבר, צוין כי כאשר מתרחשת תגובה אקסותרמית מתרחשת שחרור אנרגיה, אשר יכול להיות דמיינו בקלות רבה יותר את המשוואה הבאה:

ריאגנטים (s) → מוצר (ים) + אנרגיה

לכן, כדי לכמת את האנרגיה נספג או משוחרר על ידי המערכת, פרמטר תרמודינמי שנקרא אנתלפיה (מסומן על ידי "H") משמש. אם במערכת (במקרה זה, תגובה כימית) יש שחרור אנרגיה לסביבה, ואז וריאציה של אנתלפיה (לידי ביטוי כמו ΔH) יהיה ערך שלילי.

אחרת, אם וריאציה של מדד זה הוא חיובי, זה משקף את ספיגת החום מן הסביבה. כמו כן, גודל השתנות האנתלפיה של המערכת הוא ביטוי לכמות האנרגיה המועברת לסביבה או ממנה.

ככל שגודלו של ΔH גדול יותר, כך גדול יותר שחרור האנרגיה מהמערכת אל המדיום הסובב.

הסיבה לכך היא שבתגובות אלה האנרגיה נטו המשתחררת כאשר נוצרים קישורים חדשים גדולה יותר מהאנרגיה נטו המשמשת לפיצול הקישורים.

מן האמור לעיל ניתן להסיק כי המעמד הזה של תגובות נפוץ מאוד, כי תוצרי התגובה יש כמות האנרגיה מאוחסנת הקישורים עולה כי היא מכילה את המגיבים בתחילה.

סוגים

ישנם סוגים שונים של תגובות אקסותרמיות בתחומי הכימיה השונים, בין במעבדה ובין בתעשייה; חלקם מבוצעים באופן ספונטני ואחרים צריכים תנאים ספציפיים או סוג כלשהו של חומר כגון זרז להיות מיוצר.

להלן הסוגים החשובים ביותר של תגובות אקסותרמיות:

תגובות בעירה

תגובות שרפות הן אלה סוג החיזור המתרחש כאשר אחד או יותר חומרים מגיבים עם חמצן, בדרך כלל כדי לגרום לשחרורו של אור ואנרגיה חומה כי הוא, חום והאור להתרחש להבה.

תגובות ניטרול

תגובות הניטרול מאופיינות באינטראקציה בין מינים חומציים וחומר אלקליני (בסיס) ליצירת מלח ומים, המבטאים אופי אקסותרמי.

תגובות חמצון

ישנן תגובות רבות מסוג זה המראות התנהגות אקסותרמית, משום שהחמצון של חמצן גורם לשחרור כמות גדולה של אנרגיה, כפי שקורה בחמצון של פחמימנים..

תגובה טרמיטית

תגובה זו יכולה לייצר טמפרטורה של כ 3000 מעלות צלזיוס, ובשל זיקה גבוהה של אבקת אלומיניום עם מספר גדול של תחמוצות מתכת, הוא משמש ריתוך של פלדה וברזל.

תגובת פילמור

סוג של תגובה זו הוא כי נוצרים כאשר מגיבים מספר מינים כימיים הנקראים מונומרים, שהם יחידות אשר בשילוב חוזרים ברשתות ליצירת מבנים קרוי פולימרים מולקולארית.

התגובה הביקוע הגרעיני

תהליך זה מתייחס לחלוקת הגרעין של אטום הנחשב כבד - כלומר, עם מספר מסה (A) גדול מ -200 - כדי לייצר שברי או גרעינים בגודל קטן יותר עם מסת ביניים.

בתגובה זו, כאשר נויטרונים אחד או יותר נוצרים, כמות גדולה של אנרגיה משתחררת כי הליבה עם משקל גדול יותר יש יציבות נמוכה יותר מאשר מוצריה.

תגובות אחרות

ישנן תגובות אקסותרמית רלוונטיות אחרות מאוד כגון התייבשות של כמה פחמימות ידי מגיב עם חומצה גופרתית, את הספיגה של נתרן הידרוקסידי שיש מים חשופות בחוץ או חמצון של מיני מתכת בתגובות קורוזיה רבות.

דוגמאות

להלן כמה דוגמאות לתגובות אקסותרמיות, המייצרות וריאציה של אנתלפיה בעלת ערך שלילי בשל העובדה שהן משחררות אנרגיה, כאמור לעיל..

לדוגמה, הבעירה של פרופאן היא תגובה אקסתרמית ספונטנית:

ג₃ח₈(g) + 5O₂(g) → 3CO₂(ז) + 4H₂O (l)

מקרה נוסף של התנהגות אקסותרמית מוצג על ידי התגובה נייטרלי בין סודיום פחמתי וחומצה הידרוכלורית:

NaHCO₃(AC) + HCl (AC) → NaCl (AC) + H₂O (l) + CO₂(ז)

כמו כן מוצג החמצון של אתנול לחומצה אצטית המשמשת בנשימה, שתגובתו המלאה מוצגת במשוואה הבאה:

3CH₃CH₂OH + 2K₂Cr₂הו₇ + 8ay₂לכן₄ → CH₃COOH + 2Cr (SO₄)₃ + 2K₂לכן₄ + 11H₂הו

סוג נוסף של תגובה אקסותרמית הוא מה שנקרא תגובה thermite, שבו אלומיניום משולב עם תחמוצת מתכת, כפי שהודגם להלן:

2A (ים) + אמונה₂הו₃(s) → אל₂הו₃(ים) + Fe (l)

בנוסף לדוגמאות שהוסברו לעיל, יש מגוון רחב של תגובות הנחשבות גם ל אקסותרמיות, כגון פירוק של חומרים מסוימים של פסולת אורגנית לצורך קומפוסטציה..

כמו כן מדגיש לוציפרין הפיגמנט חמצון על ידי פעולת האנזים בלוציפראז כדי לייצר את פליטת אור גחלילית המאפיין, ואפילו נשימה, בין תגובות אחרות.

הפניות

1. ויקיפדיה. (s.f.). תגובה אקסותרמית. מקור: es.wikipedia.org
2. BBC (s.f.). שינויים באנרגיה ותגובות הפיך. מקורו של bbc.co.uk
3. Chang, R. (2007). כימיה, מהדורה תשיעית. (מקגרו היל).
4. ווקר, ד (2007). תגובות כימיות. מאוחזר מ- books.google.co.il
5. סונדרס, נ. (2007). היכרות עם תגובות כימיות. מאוחזר מ- books.google.co.il