Reazione endotermica

Lo scioglimento della stalattita del ghiaccio, un esempio di reazione endotermica. Pixabay

Cosa sono le reazioni endotermiche?

UN Reazione endotermica È quello che accadere deve assorbire l'energia, sotto forma di calore o radiazioni, i suoi dintorni. In generale, sebbene non sempre, possono essere riconosciuti da una diminuzione della temperatura nei dintorni; o al contrario, hanno bisogno di una fonte di calore, come quella ottenuta da una fiamma in fiamme.

L'assorbimento di energia o calore è ciò che hanno tutte le reazioni endotermiche in comune; La loro natura, così come le trasformazioni coinvolte, sono molto diversi. Quanto calore dovrebbe assorbire? La risposta dipende dalla sua termodinamica: la temperatura alla quale la reazione si verifica spontaneamente.

Ad esempio, una delle reazioni endotermiche più emblematiche è il cambiamento dal ghiaccio all'acqua liquida. Il ghiaccio deve assorbire il calore fino a quando la sua temperatura raggiunge circa 0º; A quella temperatura la sua fusione diventa spontanea e il ghiaccio assorbirà fino a quando non è stato completamente.

Negli spazi caldi, come sulle rive di una spiaggia, le temperature sono più elevate e, quindi, il ghiaccio assorbe il calore a più velocemente; cioè, si scioglie a una velocità più elevata. Lo scioglimento dei ghiacciai è un esempio di una reazione endotermica indesiderata.

Caratteristiche di una reazione endotermica

- La caratteristica principale di una reazione o processo endotermica è che i prodotti sono più energia dei reagenti.

- La differenza di energia tra loro, ΔH, è sempre positiva (h_Prodotto-H_Reagente > 0). Essendo vero, ci deve essere un assorbimento di calore o energia dall'ambiente circostante per soddisfare questo bisogno energetico.

- Quando i collegamenti formati non forniscono stabilità paragonabile alla quantità di energia richiesta per rompere i vecchi legami, è prima di una reazione endotermica. Ecco perché è necessaria un'energia aggiuntiva per promuovere la rottura dei collegamenti più stabili nei reagenti.

- Sebbene non si applichi per tutte le reazioni endotermiche, molti di essi causano una diminuzione della temperatura circostante. Questo perché da qualche parte viene assorbito da calore. Di conseguenza, se la conversione di A e B fosse eseguita all'interno di un contenitore, si raffredda.

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- Più endotermica è la reazione, più freddo il contenitore e i suoi dintorni diventeranno. In effetti, alcune reazioni sono persino in grado di formare una sottile copertura di ghiaccio, come se avessero lasciato un frigorifero.

Equazioni

Quali sono le equazioni rilevanti in una reazione endotermica? Il ΔH deve essere positivo. Per calcolarlo, la seguente equazione chimica è considerata prima:

aa + bb => cc + dd

Dove A e B sono sostanze reagenti e C e D sono i prodotti. Le lettere di città (A, B, C e D) sono coefficienti stechiometrici. Per calcolare il ΔH di questa reazione generica, viene applicata la seguente espressione matematica:

ΔH_Prodotti- ΔH_Reagenti = ΔH_RXN

È possibile procedere direttamente o fare i calcoli separatamente. Per ΔH_Prodotti La seguente somma deve essere calcolata:

C ΔH_FC + D ΔH_FD

Dove ΔH_F È l'entalpia di addestramento di ogni sostanza coinvolta nella reazione. Per convenzione, le sostanze nelle loro forme più stabili hanno ΔH_F= 0. Ad esempio, le molecole di O₂ e h₂, o un metallo solido, hanno ΔH_F= 0.

Lo stesso calcolo è ora effettuato per i reagenti, ΔH_Reagenti:

A ΔH_FA + B ΔH_FB

Ma come dice l'equazione che ΔH_Reagenti Deve essere sottratto da ΔH_Prodotti, Quindi la somma precedente deve essere moltiplicata per -1. Quindi hai:

C ΔH_FC + D ΔH_FD - (a ΔH_FA + B ΔH_FB)

Se il risultato di questo calcolo è un numero positivo, allora è una reazione endotermica. E se dà negativo, è una reazione esotermica.

Esempi di reazioni endotermiche comuni

Evaporazione del ghiaccio secco

Ghiaccio secco. Fonte: Nevit [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0)], da Wikimedia Commons

Questo ghiaccio secco non è altro che anidride carbonica solida, che assorbendo la temperatura e prima che la pressione esterna inizi a sublimare.

Cotto di pane o cucina

Pane cotto. Fonte: Pixabay

Il pane impanato è un esempio di reazione chimica, poiché ora ci sono cambiamenti chimici a causa del calore.

La massa e tutti i suoi ingredienti, hanno bisogno del calore del forno per eseguire tutte le trasformazioni, indispensabili per diventare pane e mostrare le sue caratteristiche tipiche.

Bagni da sole

Tartarughe che ricevono un bagno solare. Fonte: Pixabay

Come semplici e comuni che possano sembrare, i bagni del sole che vengono presi alcuni rettili, come tartarughe e coccodrilli, entrano nella categoria delle reazioni endotrmiche. Le tartarughe assorbono il calore del sole per regolare la temperatura del loro organismo.

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Elettrolisi dell'acqua

L'elettrolisi utilizza l'energia elettrica per separare una molecola nei suoi elementi di formazione o molecole. Ad esempio, nell'elettrolisi dell'acqua vengono generati due gas: idrogeno e ossigeno, ciascuno in diversi elettrodi:

2h₂O => 2h₂ + O₂

Inoltre, il cloruro di sodio può subire questa stessa reazione:

2NACL => 2NA +CL₂

In un elettrodo si vedrà la formazione di sodio metallico e nell'altro, bolle verdi di cloro.

Fotosintesi

Le piante e gli alberi devono assorbire la luce solare come fornitura di energia per sintetizzare i loro biomateriali. Per questo, usa il CO₂ e l'acqua, che attraverso una lunga serie di passaggi diventa glucosio e altri zuccheri. Inoltre, si forma ossigeno, che viene rilasciato dalle foglie.

Soluzioni di alcuni sali

Se il cloruro di sodio si dissolve in acqua, non si noterà alcun cambiamento apprezzabile nella temperatura esterna del vetro o del contenitore.

Alcuni sali, come il cloruro di calcio, Cacl₂, La temperatura dell'acqua aumenta come prodotto della grande idratazione degli ioni CA²⁺. E altri sali, come nitrato di ammonio o cloruro, NH₄NO₃ e NH₄Cl, diminuire la temperatura dell'acqua e raffreddare l'ambiente circostante.

Decomposizione termica

Uno dei guasti termici più comuni è quello del bicarbonato di sodio, Nahco₃, Per produrre co₂ e acqua quando riscaldato. Molti solidi, compresi i carbonati, di solito si rompono per rilasciare CO₂ e l'ossido corrispondente. Ad esempio, la decomposizione del carbonato di calcio è la seguente:

Ladro₃ + Q => cao + co₂

Lo stesso vale per i carbonati di magnesio, stronzio e bario.

Cloruro di ammonio in acqua

Quando una piccola quantità di cloruro di ammonio (NH4Cl) viene sciolta in acqua in un tubo di prova, il tubo diventa più freddo di prima. Durante questa reazione chimica, il calore viene assorbito dall'ambiente.

Triosolfato di sodio

Quando i cristalli di tiosolfato di sodio (NA₂S₂O₃.5h₂O), comunemente chiamato ipo, dissolversi in acqua, si verifica un effetto di raffreddamento.

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Motori delle auto

La combustione di benzina o diesel nei motori di automobili, camion, trattori o autobus produce energia meccanica, che viene utilizzata nella circolazione di questi veicoli.

Liquidi bollenti

Quando si inserisce un liquido nel calore, questo guadagna energia e passa a uno stato gassoso.

Cuocere un uovo

Quando applica il calore, le proteine ​​delle uova sono denaturate formando la struttura solida che viene solitamente ingerita.

Cucina di cibo

In generale, sempre durante la cottura con il calore per cambiare le proprietà degli alimenti, si verificano reazioni endotermiche.

Queste reazioni sono ciò che fa sì che il cibo diventa più morbido, genera masse malleabili, rilasciano i componenti che contengono, tra le altre cose.

Riscaldamento alimentare nel microonde

A causa delle radiazioni a microonde, le molecole d'acqua nell'alimentazione assorbono l'energia, iniziano a vibrare e ad aumentare la temperatura del cibo.

Modanatura di vetro

L'assorbimento di calore per vetro rende i suoi sindacati più flessibili rendendo più facile cambiare.

Consumo di candela

La cera delle candele si scioglie assorbendo il calore della fiamma, cambiando la sua forma.

Pulizia dell'acqua calda

Usando l'acqua calda per pulire gli oggetti che sono stati colorati con grasso, come vasi o vestiti, il grasso diventa più liquido ed è più facile da rimuovere.

Calore sterilizzazione di cibo e altri oggetti

Quando si riscaldano oggetti o alimenti, i microrganismi che contengono aumentano anche la loro temperatura.

A lungo viene fornito, si verificano reazioni all'interno delle cellule microbiche. Molte di queste reazioni, come le rotture di collegamento o la denaturazione delle proteine, finiscono per uccidere i microrganismi.

Combatti di infezioni della febbre

Quando si manifesta una febbre, è perché il corpo produce il calore necessario per uccidere i batteri e i virus che causano infezioni e generano malattie.

Se il calore generato è molto e la febbre alta, anche le cellule del corpo sono colpite e corre un rischio di morte.

Evaporazione dell'acqua

Quando l'acqua evapora e si trasforma in vapore, è a causa del calore che riceve dall'ambiente. Poiché l'energia termica viene ricevuta da ciascuna molecola d'acqua, la sua energia di vibrazione aumenta fino al punto in cui è possibile muoverti liberamente, creando vapore.

Riferimenti

1. Esempio di reazione endotermica. Recuperato da: Thoughtco.com
2. Endotermico vs. Reazioni esotermiche. Recuperato da: Khanacademy.org