ЕКЗОТЕРМИЧНА РЕАКЦИЯ: ПРОЦЕС, ВИДОВЕ И ПРИМЕРИ - ХИМИЯ - 2026

На екзотермичната реакция е вид химическа реакция, в която прехвърлянето на енергия се случи, главно под формата на освобождаване на топлина или светлина. Например всяка реакция на горене, при която нещо гори, възниква екзотермична реакция.

В ежедневието е обичайно да се наблюдава как различните екзотермични реакции протичат естествено или са причинени от причиняване на промени в температурата на различни места. Тези температурни промени могат да бъдат измерени с помощта на термометър.

Екзотермична реакция с отделяне на топлина

В този смисъл екзотермичните реакции могат да прехвърлят други видове енергия в средата, където се генерират, както се случва с експлозии и начинът им на пренос на кинетична и звукова енергия, когато вещества, които са в газообразна фаза при високи температури, се разширяват от насилствен начин.

По същия начин при използването на батерии се провежда и реакция на екзотермичен тип, само в този случай се транспортира електрическа енергия.

Противоположни на тези реакции са ендотермичните, които поглъщат енергия.

процес

Изгарянето на кибрит е екзотермична реакция

По-рано беше споменато, че когато възникне екзотермична реакция, се получава отделяне на енергия, което може да бъде по-лесно визуализирано в следното уравнение:

Реагент (и) → Продукт (и) + Енергия

И така, за количествено определяне на енергията, погълната или освободена от система, се използва термодинамичен параметър, наречен енталпия (обозначен като "H"). Ако в система (в този случай химическа реакция) се отделя енергия към околната среда, тогава промяната в енталпията (изразена като ΔH) ще има отрицателна стойност.

В противен случай, ако вариацията на тази мярка е положителна, тя отразява поглъщането на топлина от околната среда. По същия начин величината на промяната в енталпията на системата е израз на количеството енергия, което се прехвърля към или от околната среда.

Колкото по-голяма е величината на ΔH, толкова по-голямо е освобождаването на енергия от системата в заобикалящата среда.

Това се случва, защото при тези реакции нетната енергия, която се освобождава при създаването на нови връзки, е по-голяма от нетната енергия, използвана при фрагментирането на връзките.

От горното може да се направи изводът, че този клас реакции е много често срещан, тъй като продуктите на реакцията имат количество енергия, съхранявано във връзките, което е по-голямо от първоначално съдържащото се в реагентите.

Видове

Има различни видове екзотермични реакции в различните области на химията, независимо дали в лабораторията или в промишлеността; някои се извършват спонтанно, а други се нуждаят от специфични условия или някаква субстанция като катализатор, за да бъдат произведени.

Най-важните видове екзотермични реакции са изброени по-долу:

Реакции на горене

Реакциите на изгаряне са тези от окислително-окислителния тип, които се появяват, когато една или повече вещества реагират с кислород, като цяло водят до освобождаване на светлина и топлинна енергия - тоест светлина и топлина - при получаване на пламък.

Неутрализационни реакции

Неутрализационните реакции се характеризират с взаимодействието между киселинен вид и алкално вещество (основа) за образуване на сол и вода, които проявяват екзотермичен характер.

Окислителни реакции

Има много реакции от този тип, които показват екзотермично поведение, тъй като окисляването на кислорода предизвиква отделяне на голямо количество енергия, както се случва при окисляването на въглеводородите.

Термитна реакция

Тази реакция може да доведе до температура приблизително 3000 ° C и поради високия афинитет на алуминиев прах с голям брой метални оксиди, той се използва при заваряване на стомана и желязо.

Реакция на полимеризация

Този тип реакция е тази, която възниква, когато реагират определен брой химически видове, наречени мономери, които са единици, които, когато се комбинират, се повтарят във вериги и образуват макромолекулни структури, наречени полимери.

Ядрена реакция на делене

Този процес се отнася до разделянето на ядрото на атом, считан за тежък - това е, с масово число (А) по-голямо от 200 - за да се получат фрагменти или ядра с по-малък размер с междинна маса.

При тази реакция, при която се образуват един или повече неутрони, се отделя голямо количество енергия, тъй като ядрото с по-голямо тегло има по-малка стабилност от своите продукти.

Други реакции

Съществуват и други екзотермични реакции с голямо значение, като дехидратацията на някои въглехидрати при взаимодействие със сярна киселина, абсорбцията на вода, представена от натриев хидроксид, изложена на открито, или окисляването на метални видове при много реакции на корозия.

Примери за екзотермични реакции

По-долу са дадени някои примери за екзотермични реакции, които водят до промяна в енталпията, която има отрицателна стойност поради факта, че те отделят енергия:

Запалена свещ

Процесът на изгаряне на парафина и фитила на свещта предизвиква екзотермична реакция, която генерира топлина и светлина.

Запалете фосфор

Когато запали кибрит, се образува реакция между химическите вещества, които го съставят, и кислорода, присъстващ във въздуха. По този начин се генерира екзотермична реакция, която произвежда както светлина, така и топлина.

дишане

Дихателният процес предизвиква екзотермична реакция в клетките по време на обмен на газ. По този начин глюкозата заедно с кислорода се трансформира във въглероден диоксид и топлина.

Изгаряне на дърва за огрев

Изгарянето на дървесината предизвиква екзотермична реакция, тъй като полученият продукт от тази реакция се проявява като топлина и температура.

Изгаряне на пропан

Например, изгарянето на пропан е спонтанна екзотермична реакция:

C ₃ H ₈ (г) + 5О ₂ (г) → 3CO ₂ (г) + 4Н ₂ O (л)

Натриев карбонат - реакция на неутрализиране на солна киселина

Друг случай на екзотермично поведение е показан от реакцията на неутрализация между натриев карбонат и солна киселина:

NaHCO ₃ (воден) + HCI (вод) → NaCl (вод) + H ₂ O (л) + СО ₂ (г)

Окисляване на етанол до оцетна киселина

Представено е и окисляването на етанол до оцетна киселина, използвано в дихализатори, чиято пълна реакция е показана в следното уравнение:

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

Термитна реакция

Друг вид екзотермична реакция е така наречената термитна реакция, при която алуминият се комбинира с метален оксид, както е показано по-долу:

2Al (s) + Fe ₂ O ₃ (s) → Al ₂ O ₃ (s) + Fe (l)

Стоманени стърготини + оцет

Тази смес действа като форма на бавно изгаряне, когато стоманата претърпява процес на окисляване благодарение на действието на оцета.

"Кучешки лай"

Тази реакция получава това име, тъй като издава звук, подобен на този на лай на кучето.

Тази реакция се осъществява вътре в лабораторна тръба, в която се смесват азотен оксид и азотен оксид и въглероден бисулфат.

Стъклена бутилка + алкохол

Подобна на реакцията, генерирана от гореспоменатия експеримент, е тази на триене на стъклена бутилка с алкохол по такъв начин, че да се получи пламък.

Перилен препарат + вода

При разтваряне на сапуна с перилен препарат може да се наблюдава екзотермична реакция. Това е един от най-лесно наблюдаваните примери за екзотермични реакции в дома.

Слонова паста за зъби

Това е експеримент, който обикновено се използва за обяснение на динамиката на екзотермичните реакции. Състои се от разтваряне на водороден пероксид в някаква сапунена среда, така че по този начин се получава голямо количество пяна.

Към тази смес се добавя катализатор (калиев йодид), който спомага за бързото разлагане на пероксида.

Сярна киселина + захар

Процесът на дехидратация на захарта предизвиква очевидна екзотермична реакция. Когато смесвате сярна киселина със захар, тя се дехидратира и се появява колона черен дим, което причинява на миризмата на околната среда като изгорени кости.

Натрий + вода

Натрият или която и да е алкална среда реагират силно с вода. При добавяне на който и да е алкален метал към водата (литий, натрий, калий, рубидий или цезий) той трябва да реагира.

Доколкото броят на елемента е по-голям в периодичната таблица, реакцията ще бъде по-силна.

Натриев ацетат

Натриевият ацетат е известен като горещ лед. Този материал започва от кристализацията на замразени разтвори, които вместо да отделят студ, отделят топлина.

Поради външния си вид, той се нарича „лед“, но всъщност кристализираният натриев ацетат е един от най-разпространените материали, използвани за направата на нагреватели за ръце.

Сода + оцет

Тази смес предизвиква екзотермична реакция, която генерира големи количества пяна, поради което обикновено се използва, за да наподобява експлозията на вулкан.

Джийнът в бутилката

В този експеримент водородният пероксид (водороден пероксид) се смесва с калиев перманганат. По този начин перманганатът разгражда водородния пероксид, което води до отделяне на голямо количество дим и топлина.

Взривоопасни дъвкави мечки

Гнойните мечки са богати на захароза (захар), вещество, което, когато се смеси с калиев хлорат при високи температури, предизвиква жестока експлозия и движение на дъвка мечки.

Светкавица в тръба

Тази реакция възниква, когато разяждащата киселина се смесва с алкохол или ацетон.

По този начин може да се види бурна химическа реакция, която води до генериране на светлина в тръба, подобна на тази на мълния.

Замразете водата

По време на този процес водата отделя енергия под формата на топлина, следователно, когато водните кубчета замръзнат, протича екзотермична реакция.

Корозия на металите

Чистите метали, тоест в тяхното естествено състояние, когато влязат в контакт с въздуха, предизвикват реакция на окисляване заедно с генерирането на топлина, следователно, този процес се казва като екзотермичен.

Процес на изгаряне на газ

Процесът на изгаряне на всеки газ, като метан или природен газ, предизвиква екзотермична реакция, която се проявява в генерирането на топлина и в някои случаи, когато изгарянето се извършва по контролиран начин, също може да произвежда светлина.

друг

В допълнение към обяснените по-горе примери, има голямо разнообразие от реакции, които също се считат за екзотермични, като разлагането на определени органични вещества в отпадъци за компостиране.

Той също така подчертава окисляването на пигмента луциферин чрез действието на ензима луцифераза, за да се получи характерната биолуминесценция на светулките и дори дишането, сред много други реакции.

Препратки

1. Wikipedia. (SF). Екзотермична реакция. Получено от es.wikipedia.org
2. Би Би Си. (SF). Промени в енергията и обратими реакции. Възстановено от bbc.co.uk
3. Chang, R. (2007). Химия, Девето издание. (McGraw-Hill).
4. Уокър, Д. (2007). Химична реакция. Възстановени от books.google.co.ve
5. Saunders, N. (2007). Проучване на химичните реакции. Получено от books.google.co.ve