EXOTERMICKÁ REAKCIA: PROCES, TYPY A PRÍKLADY - CHÉMIA - 2026

Exotermickej reakcie je typ chemickej reakcie, v ktorej dochádza k prenosu energie, a to najmä vo forme uvoľňovanie tepla alebo svetla. Napríklad pri akejkoľvek horľavej reakcii, pri ktorej niečo horí, dochádza k exotermickej reakcii.

V priebehu každodenného života je bežné vidieť, ako rôzne exotermické reakcie prebiehajú prirodzene alebo sú zapríčinené zmenou teploty rôznych miest. Tieto zmeny teploty je možné merať pomocou teplomeru.

Exotermická reakcia s uvoľňovaním tepla

V tomto zmysle môžu exotermické reakcie prenášať ďalšie druhy energie do média, v ktorom sa generujú, ako sa to vyskytuje pri výbuchoch a ich spôsobe prenosu kinetickej a zvukovej energie, keď sa látky, ktoré sú v plynnej fáze pri vysokých teplotách expandujú z násilným spôsobom.

Rovnakým spôsobom sa v prípade použitia batérií uskutočňuje aj exotermická reakcia, iba v tomto prípade sa transportuje elektrická energia.

Proti týmto reakciám patria endotermické reakcie, ktoré absorbujú energiu.

proces

Spaľovanie zápaliek je exotermická reakcia

Už skôr bolo uvedené, že keď dôjde k exotermickej reakcii, dôjde k uvoľneniu energie, ktoré sa dá ľahšie vizualizovať v nasledujúcej rovnici:

Činidlo (činidlá) → Produkt (y) + Energia

Takže na kvantifikáciu energie absorbovanej alebo uvoľnenej systémom sa používa termodynamický parameter nazývaný entalpia (označený ako „H“). Ak v systéme (v tomto prípade chemická reakcia) dôjde k uvoľneniu energie smerom do okolia, bude mať zmena entalpie (vyjadrená ako AH) zápornú hodnotu.

Inak, ak je zmena tohto opatrenia kladná, odráža absorpciu tepla z okolia. Podobne je veľkosť zmeny entalpie systému vyjadrením množstva energie, ktorá sa prenáša do alebo z prostredia.

Čím väčšia je veľkosť AH, tým väčšie je uvoľňovanie energie zo systému do okolitého prostredia.

K tomu dôjde, pretože v týchto reakciách je čistá energia, ktorá sa uvoľní pri vytvorení nových väzieb, väčšia ako čistá energia použitá pri fragmentácii väzieb.

Z vyššie uvedeného je možné odvodiť, že táto trieda reakcií je veľmi bežná, pretože produkty reakcie majú v väzbách väčšie množstvo energie, ako je množstvo obsiahnuté v reakčných zložkách na začiatku.

druhy

V rôznych oblastiach chémie existujú rôzne druhy exotermických reakcií, či už v laboratóriu alebo v priemysle; niektoré sa uskutočňujú spontánne a iné potrebujú špecifické podmienky alebo nejaký druh látky, ktorá sa má vyrobiť ako katalyzátor.

Najdôležitejšie typy exotermických reakcií sú uvedené nižšie:

Spaľovacie reakcie

Spaľovacie reakcie sú reakcie redoxného typu, ktoré sa vyskytujú, keď jedna alebo viac látok reaguje s kyslíkom, zvyčajne vedú k uvoľňovaniu svetelnej a tepelnej energie - tj. Svetla a tepla - pri vzniku plameňa.

Neutralizačné reakcie

Neutralizačné reakcie sú charakterizované interakciou medzi kyslým druhom a zásaditou látkou (zásadou) za vzniku soli a vody, ktoré sa prejavujú exotermickou povahou.

Oxidačné reakcie

Existuje veľa reakcií tohto typu, ktoré vykazujú exotermické správanie, pretože oxidácia kyslíka spôsobuje uvoľňovanie veľkého množstva energie, ako sa vyskytuje pri oxidácii uhľovodíkov.

Termitová reakcia

Táto reakcia môže produkovať teplotu približne 3000 ° C a vďaka vysokej afinite hliníkového prášku k veľkému počtu oxidov kovov sa používa pri zváraní ocele a železa.

Polymerizačná reakcia

Tento typ reakcie je taký, ktorý vzniká, keď reaguje určitý počet chemických druhov nazývaných monoméry, ktoré sú jednotkami, ktoré sa pri ich kombinovaní opakujú v reťazcoch za vzniku makromolekulárnych štruktúr nazývaných polyméry.

Jadrová štiepna reakcia

Tento proces sa týka rozdelenia jadra atómu považovaného za ťažký, pričom hmotnostné číslo (A) je väčšie ako 200 - za vzniku menších fragmentov alebo jadier so strednou hmotnosťou.

Pri tejto reakcii, kde sa vytvorí jeden alebo viac neutrónov, sa uvoľní veľké množstvo energie, pretože jadro s väčšou hmotnosťou má menšiu stabilitu ako jeho produkty.

Iné reakcie

Existujú tiež ďalšie exotermické reakcie, ktoré sú veľmi dôležité, ako je dehydratácia niektorých uhľohydrátov pri reakcii s kyselinou sírovou, absorpcia vody prítomnej hydroxidom sodným vystaveným na čerstvom vzduchu alebo oxidácia kovov v mnohých koróznych reakciách.

Príklady exotermických reakcií

Ďalej uvádzame niekoľko príkladov exotermických reakcií, ktoré spôsobujú zmenu entalpie, ktorá má negatívnu hodnotu v dôsledku skutočnosti, že uvoľňujú energiu:

Zapálenú sviečku

Proces spaľovania parafínu a knôtu sviečky spôsobuje exotermickú reakciu, ktorá vytvára teplo a svetlo.

Ignite fosfor

Ak je zapálená zhoda, dochádza k reakcii medzi chemickými látkami, ktoré ju tvoria, a kyslíkom prítomným vo vzduchu. Týmto spôsobom sa vytvorí exotermická reakcia, ktorá produkuje svetlo aj teplo.

dýchanie

Dýchací proces spôsobuje exotermickú reakciu v bunkách počas výmeny plynu. Týmto spôsobom sa glukóza spolu s kyslíkom premieňa na oxid uhličitý a teplo.

Spaľovanie palivového dreva

Spaľovanie dreva vyvoláva exotermickú reakciu tým, že výsledný produkt tejto reakcie sa prejavuje ako teplo a teplota.

Spaľovanie propánu

Napríklad spaľovanie propánu je spontánna exotermická reakcia:

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

Neutralizačná reakcia uhličitan sodný - kyselina chlorovodíková

Ďalším prípadom exotermického správania je neutralizačná reakcia medzi uhličitanom sodným a kyselinou chlorovodíkovou:

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

Oxidácia etanolu na kyselinu octovú

Je tiež uvedená oxidácia etanolu na kyselinu octovú používanú v dychalyzátoroch, ktorej úplná reakcia je uvedená v nasledujúcej rovnici:

3CH ₃ CH ₂ OH + 2K ₂ Cr ₂ O ₇ + 8 H ₂ SO ₄ → CH ₃ COOH + 2CR (SO ₄ ) ₃ + 2K ₂ SO ₄ + 11 H ₂ O

Termitová reakcia

Ďalším typom exotermickej reakcie je takzvaná termitová reakcia, pri ktorej sa hliník kombinuje s oxidom kovu, ako je uvedené nižšie:

2AL (y) + Fe ₂ O ₃ (S) → Al ₂ O ₃ (s) + Fe (l)

Oceľové hobliny + ocot

Táto zmes funguje ako forma pomalého spaľovania, kde oceľ prechádza oxidačným procesom vďaka pôsobeniu octu.

"Štekanie psa"

Táto reakcia sa nazýva toto meno, pretože vydáva zvuk podobný zvuku štekania psa.

Táto reakcia sa uskutočňuje vo vnútri laboratórnej skúmavky, kde sa zmieša oxid dusný a oxid dusnatý a hydrogénsíran uhličitý.

Sklenená fľaša + alkohol

Podobne ako reakcia vyvolaná vyššie uvedeným experimentom je to, že sa sklenená fľaša otrie alkoholom takým spôsobom, že sa vytvorí plameň.

Prací prostriedok + voda

Po rozpustení mydla pracieho prostriedku je možné pozorovať exotermickú reakciu. Toto je jeden z najľahšie pozorovateľných príkladov exotermických reakcií v domácnosti.

Slonia zubná pasta

Toto je experiment bežne používaný na vysvetlenie dynamiky exotermických reakcií. Spočíva v rozpustení peroxidu vodíka v určitom mydlovom médiu, takže týmto spôsobom vznikne veľké množstvo peny.

K tejto zmesi sa pridá katalyzátor (jodid draselný), ktorý napomáha rýchlemu rozkladu peroxidu.

Kyselina sírová + cukor

Dehydratačný proces cukru spôsobuje zjavnú exotermickú reakciu. Keď zmiešate kyselinu sírovú s cukrom, dehydratuje sa a objaví sa stĺpec čierneho dymu, čo spôsobuje, že prostredie voní ako spálené kosti.

Sodík + voda

Sodík alebo akékoľvek zásadité médium silne reaguje s vodou. Pri pridávaní akéhokoľvek alkalického kovu do vody (lítium, sodík, draslík, rubídium alebo cézium) musí reagovať.

Pokiaľ je počet prvkov vyšší v periodickej tabuľke, reakcia bude silnejšia.

Octan sodný

Acetát sodný je známy ako horúci ľad. Tento materiál začína kryštalizáciou zmrazených roztokov, ktoré namiesto uvoľňovania chladu uvoľňujú teplo.

Kvôli svojmu vzhľadu sa nazýva ľad, ale v skutočnosti je kryštalizovaný octan sodný jedným z najbežnejších materiálov používaných na ohrievanie rúk.

Soda + ocot

Táto zmes vyvoláva exotermickú reakciu, ktorá vytvára veľké množstvo peny, preto sa bežne používa na pripomínanie výbuchu sopky.

Džin vo fľaši

V tomto experimente sa peroxid vodíka (peroxid vodíka) zmieša s manganistanom draselným. Týmto spôsobom manganistan štiepi peroxid vodíka a spôsobuje veľké množstvo dymu a tepla, ktoré sa uvoľňujú.

Výbušné gumové medvede

Žuvačky sú bohaté na sacharózu (cukor), látku, ktorá po zmiešaní s chlorečnanom draselným pri vysokých teplotách vyvoláva prudký výbuch a pohyb gumovitých medveďov.

Blesk v trubici

K tejto reakcii dochádza, keď sa žieravá kyselina zmieša s alkoholom alebo acetónom.

Týmto spôsobom je možné vidieť prudkú chemickú reakciu, ktorá vedie k vytváraniu svetla vo vnútri trubice podobnej blesku.

Zmrazte vodu

Počas tohto procesu voda uvoľňuje energiu vo forme tepla, a preto pri zamrznutí kociek vody dochádza k exotermickej reakcii.

Korózia kovov

Čisté kovy, to znamená vo svojom prirodzenom stave, keď prichádzajú do styku so vzduchom, spolu so vznikom tepla spôsobujú oxidačnú reakciu, preto sa tento proces považuje za exotermický.

Proces spaľovania plynu

Spaľovací proces akéhokoľvek plynu, ako je metán alebo zemný plyn, vyvoláva exotermickú reakciu, ktorá sa prejavuje pri tvorbe tepla a pri niektorých prípadoch, keď sa horenie uskutočňuje kontrolovaným spôsobom, môže tiež vytvárať svetlo.

ostatné

Okrem vyššie vysvetlených príkladov existuje veľké množstvo reakcií, ktoré sa tiež považujú za exotermické, napríklad rozklad určitých organických látok v odpade na kompostovanie.

Zdôrazňuje tiež oxidáciu luciferínového pigmentu pôsobením enzýmu luciferázy za vzniku charakteristickej bioluminiscencie svetlušiek a dokonca dýchania, medzi mnohými ďalšími reakciami.

Referencie

1. Wikipedia. (SF). Exotermická reakcia. Získané zo stránky es.wikipedia.org
2. BBC. (SF). Energetické zmeny a reverzibilné reakcie. Získané z bbc.co.uk
3. Chang, R. (2007). Chémia, deviate vydanie. (McGraw-Hill).
4. Walker, D. (2007). Chemické reakcie. Obnovené z books.google.co.ve
5. Saunders, N. (2007). Skúmanie chemických reakcií. Získané z kníh.google.co.ve