Что значит экзотермическая реакция
Экзотермические и эндотермические реакции.
Химическая реакция заключается в разрыве одних и образовании других связей,поэтому она сопровождается выделением или поглощением энергии в виде теплоты,света, работы расширения образовавшихся газов.
По признаку выделения или поглощения теплоты реакции делятся на экзотермические и эндотермические.
— химическая реакция, при которой происходит выделение теплоты.
Например, в реакции горения метана
Тот факт, что в этой реакции выделяется теплота, можно отразить в уравненииреакции:
Это так называемое
Здесь символ «+Q» означает,что при сжигании метана выделяется теплота. Эта теплота называется
Термохимическое уравнение реакции
— уравнение реакции, включающее тепловой эффект реакции, рассчитанный на количества вещества, задаваемые коэффициентами этого уравнения.
Тепловой эффект таких реакций отрицательный.
Наряду с тепловым эффектом термохимические процессы очень часто характеризуют разностью энтальпий ∆H продуктов реакции и исходных веществ.
— это определенное свойство вещества, оно является мерой энергии, накапливаемойвеществом при его образовании.
Процессы, протекающие при постоянном давлении,встречаются гораздо чаще, чем те, которые протекают при постоянном объеме, так как большинство из них проводится в открытых сосудах. Доказано, что в химических процессах, протекающих при постоянном давлении, выделившееся (или поглощенное) тепло есть мера уменьшения (или соответственно увеличения) энтальпии реакции ∆ H.
Термохимические уравнения.
На первых этапах изучения химии вы часто пользовались равным по абсолютной величине и противоположным по знаку обозначением,например:
В справочных таблицах обычно приводят не значениявеличины Q, а значения величины ∆H, измеренные приопределенных условиях (чаще всего при 298 К); их обозначают ∆H0.
Теплота образования химических соединений.
Теплотой образования соединения называется количество теплоты, которое выделяется или поглощаетсяпри образовании одного моля химического соединения из простых веществ пристандартных условиях (р = 10 5 Па, T = 298 К).
Тепловые эффекты химической реакции. Основные законы термохимии.
Количество теплоты, которое выделяется или поглощается врезультате реакций между определенными количествами реагентов, называют тепловым эффектом химическойреакции и обычно обозначают символом Q.
вещества называется тепловой эффект сгорания 1 моля этого вещества
Изменение энтальпии ∆Н зависит отдавления и температуры. Поэтому для того, чтобы облегчить сравнениетермохимических данных для различных реакций, были приняты определенныестандартные состояния (условия).
При написании термохимических уравнений твердое вещество, жидкость и газобязательно обозначаются символами (тв), (ж) и (г) соответственно, посколькуизменение энтальпии зависит от агрегатного состояния реагирующих веществ ипродуктов реакции.
Стандартное состояние всегда относится к 298 К.
Так, например,термохимическое уравнение образования воды из водорода и кислорода записываетсяследующим образом:
Значение 286 кДж является теплотой образования воды встандартных условиях и означает, что при образовании 1 моля воды выделяется 286 кДж теплоты: Отметим, что значение теплоты образования газообразнойводы уже будет иным.
Закон Гесса и его следствия.
Важнейшим законом, на котором основано большинство термохимических расчетов, является закон Гесса (его называют также законом суммы тепловых эффектов).
Тепловой эффект химической реакции зависит от состояния исходных веществ и продуктов реакции, но не зависит от промежуточных стадий реакций.
Экзотермический процесс
Противоположностью экзотермическому процессу является эндотермический процесс, который обычно поглощает энергию в виде тепла. Эта концепция часто применяется в физических науках к химическим реакциям, в которых энергия химической связи преобразуется в тепловую энергию (тепло).
СОДЕРЖАНИЕ
Два типа химических реакций [ править ]
Экзотермический и эндотермический описывают два типа химических реакций или систем, встречающихся в природе, а именно:
Экзотермический [ править ]
После экзотермической реакции в окружающую среду было выделено больше энергии, чем было поглощено для инициирования и поддержания реакции. Примером может служить горение свечи, в котором сумма калорий, произведенных при сгорании (найденная путем изучения лучистого нагрева окружающей среды и производимого видимого света, включая повышение температуры самого топлива (парафина), которое кислород преобразует в горячего CO 2 и водяного пара) превышает количество калорий, первоначально поглощенных при зажигании пламени и поддержании пламени (некоторая энергия реабсорбируется и используется для плавления, затем испарения парафина и т. д., но намного превосходит энергию, выделяемую в превращение относительно слабой двойной связи кислорода [2] в более сильные связи в CO 2и H 2 O).
Эндотермический [ править ]
Высвобождение энергии [ править ]
Экзотермический относится к трансформации, при которой замкнутая система выделяет энергию (тепло) в окружающую среду, что выражается
в то время как при постоянном объеме, согласно первому закону термодинамики, он равен изменению внутренней энергии, т. е.
В адиабатической системе (т. Е. Системе, которая не обменивается теплом с окружающей средой), иначе экзотермический процесс приводит к повышению температуры системы. [4] [ необходима страница ]
В экзотермических химических реакциях выделяемое при реакции тепло принимает форму электромагнитной энергии или кинетической энергии молекул. Переход электронов с одного квантового энергетического уровня на другой вызывает высвобождение света. Этот свет эквивалентен по энергии энергии стабилизации энергии химической реакции, то есть энергии связи. Этот испускаемый свет может поглощаться другими молекулами в растворе, вызывая молекулярные трансляции и вращения, что дает начало классическому пониманию тепла. В экзотермической реакции энергия, необходимая для начала реакции, меньше, чем энергия, которая впоследствии высвобождается, поэтому происходит чистое высвобождение энергии.
Примеры [ править ]
Вот некоторые примеры экзотермических процессов: [5]
Последствия для химических реакций [ править ]
В термохимической реакции, которая является экзотермической, тепло может указываться среди продуктов реакции.
Контраст между термодинамической и биологической терминологией [ править ]
Экзотермическая реакция
Смотреть что такое «Экзотермическая реакция» в других словарях:
Экзотермическая реакция — химическая реакция, сопровождающаяся выделением теплоты. Противоположна эндотермической реакции. Полное количество энергии в химической системе чрезвычайно трудно измерить или подсчитать. С другой стороны, изменение энтальпи … Википедия
ЭКЗОТЕРМИЧЕСКАЯ РЕАКЦИЯ — ЭКЗОТЕРМИЧЕСКАЯ РЕАКЦИЯ, ХИМИЧЕСКАЯ РЕАКЦИЯ, при которой вырабатывается тепло и поднимается температура. Наглядным примером такой реакции является ГОРЕНИЕ. см. также ЭНДОТЕРМИЧЕСКАЯ РЕАКЦИЯ … Научно-технический энциклопедический словарь
ЭКЗОТЕРМИЧЕСКАЯ РЕАКЦИЯ — химическая реакция, сопровождающаяся выделением теплоты (напр., горение). См. также Эндотермическая реакция … Российская энциклопедия по охране труда
ЭКЗОТЕРМИЧЕСКАЯ РЕАКЦИЯ — (от экзо. и греч. therme тепло) химическая реакция (напр., горение), при которой из реагирующей системы в окружающую среду выделяется тепло … Большой Энциклопедический словарь
экзотермическая реакция — Химическая реакция, сопровождающаяся выделением теплоты. [Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 103. Термодинамика. Академия наук СССР. Комитет научно технической терминологии. 1984 г.] Тематики термодинамика Обобщающие термины определения… … Справочник технического переводчика
экзотермическая реакция — (от экзо. и греч. thérmē тепло), химическая реакция (например, горение), при которой в реагирующей системе выделяется теплота. * * * ЭКЗОТЕРМИЧЕСКАЯ РЕАКЦИЯ ЭКЗОТЕРМИЧЕСКАЯ РЕАКЦИЯ, химическая реакция (например, горение), при которой из… … Энциклопедический словарь
Экзотермическая реакция — Exothermic reaction Экзотермическая реакция. Реакция, с выделением тепла, типа горения топлива или в результате химического взаимодействия полимеров на основе смол. (Источник: «Металлы и сплавы. Справочник.» Под редакцией Ю.П. Солнцева; НПО… … Словарь металлургических терминов
экзотермическая реакция — egzoterminė reakcija statusas T sritis chemija apibrėžtis Reakcija, kurios metu išsiskiria šiluma. atitikmenys: angl. exothermic reaction rus. экзотермическая реакция … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
экзотермическая реакция — egzoterminė reakcija statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. exothermal reaction; exothermic reaction vok. exotherme Reaktion, f; wärmeabgebende Reaktion, f; wärmegebende Reaktion, f rus. экзотермическая реакция, f pranc. réaction… … Fizikos terminų žodynas
экзотермическая реакция — egzoterminė reakcija statusas T sritis Energetika apibrėžtis Cheminė reakcija, kuriai vykstant į aplinką išsiskiria šiluma. Tai kuro deginimas, cheminių junginių susidarymo reakcijos. atitikmenys: angl. exothermic reaction vok. exotherme Reaktion … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas
Противоположностью экзотермическому процессу является эндотермический процесс, который поглощает энергию обычно в виде тепла. Эта концепция часто применяется в физические науки к химические реакции где химическая энергия связи конвертируется в тепловая энергия (высокая температура).
Содержание
Два типа химических реакций
Экзотермический и эндотермический описывают два типа химических реакций или систем, встречающихся в природе, а именно:
Экзотермический
После экзотермическая реакция, в окружающую среду поступило больше энергии, чем было поглощено для инициирования и поддержания реакции. Примером может служить горение свечи, в котором сумма калорий, произведенных при сгорании (найденная путем изучения лучистого нагрева окружающей среды и производимого видимого света, включая повышение температуры самого топлива (парафина), в которое кислород превращается горячий CO2 и водяного пара) превышает количество калорий, первоначально поглощенных при зажигании пламени и само поддержание пламени (некоторая энергия реабсорбируется и используется для плавления, затем испарения парафина и т. д., но намного превосходит энергию, выделяемую при преобразовании относительно слабая двойная связь кислорода [2] к более сильным связям в CO2 и H2О).
Эндотермический
В эндотермическая реакция или системы, энергия отбирается из окружающей среды в ходе реакции, обычно за счет благоприятного увеличения энтропии в системе. Примером эндотермической реакции является холодный компресс для оказания первой помощи, в котором реакция двух химических веществ или растворение одного в другом требует калорий из окружающей среды, а реакция охлаждает сумку и окружающую среду за счет поглощения тепла от них. Производство древесины фотосинтез это эндотермический процесс: деревья поглощают лучистую энергию солнца и используют ее в эндотермических реакциях, таких как разложение CO2 и H2O и рекомбинация атомов для производства целлюлозы и других органических химикатов, а также O2. Позже дрова можно сжечь в камине, выделив экзотермически энергию O2 [2] в виде тепла и света для окружающей среды, например в интерьер дома.
Высвобождение энергии
Экзотермический относится к трансформации, при которой замкнутая система выделяет энергию (тепло) в окружающую среду, что выражается как
Когда преобразование происходит при постоянном давлении и без обмена электрической энергии, тепло Q равно энтальпия изменение, т.е.
при постоянной громкости в соответствии с первый закон термодинамики это равно изменению внутренней энергии, т.е.
В адиабатический системы (то есть системы, которая не обменивается теплом с окружающей средой), иначе экзотермический процесс приводит к повышению температуры системы. [4] [ страница нужна ]
В экзотермических химических реакциях выделяемое при реакции тепло принимает форму электромагнитной энергии или кинетической энергии молекул. Переход электронов с одного квантового энергетического уровня на другой вызывает высвобождение света. Этот свет эквивалентен по энергии энергии стабилизации энергии химической реакции, то есть энергии связи. Этот высвобождаемый свет может поглощаться другими молекулами в растворе, вызывая молекулярные трансляции и вращения, что дает начало классическому пониманию тепла. В экзотермической реакции энергия, необходимая для начала реакции, меньше энергии, которая впоследствии высвобождается, поэтому происходит чистое высвобождение энергии.
Примеры
Некоторые примеры экзотермических процессов: [5]
Последствия для химических реакций
Химические экзотермические реакции, как правило, более спонтанные, чем их аналоги, эндотермические реакции.
В термохимической реакции, которая является экзотермической, тепло может указываться среди продуктов реакции.
Контраст между термодинамической и биологической терминологией
Из-за исторической случайности студенты сталкиваются с источником возможной путаницы между терминологией физики и биологии. В то время как термодинамический термины «экзотермический» и «эндотермический» соответственно относятся к процессам, которые выделяют тепловую энергию, и процессам, которые поглощают тепловую энергию, в биология смысл фактически перевернут. В метаболический термины «экзотермический» и «эндотермический»соответственно относятся к организмам, которые в значительной степени полагаются на внешнее тепло для достижения полной рабочей температуры, и к организмам, которые производят тепло изнутри как главный фактор в контроле температуры своего тела.
An экзотермическая реакция «реакция, для которой общая стандартное изменение энтальпии ΔЧАС⚬ отрицательно. » [1] [2] Экзотермические реакции обычно высвобождают высокая температура и влекут за собой замену слабых связей на более сильные. [3] [4] Этот термин часто путают с экзэргоническая реакция, которую ИЮПАК определяет как «. реакцию, для которой общее стандартное изменение энергии Гиббса Δграмм⚬ отрицательно. » [2] Сильно экзотермическая реакция обычно также будет экергонической, потому что ΔЧАС⚬ вносит большой вклад в Δграмм⚬. Большинство впечатляющих химических реакций, которые демонстрируются в классах, являются экзотермическими и экзергоническими. Противоположным является эндотермическая реакция, который обычно нагревается и приводится в действие энтропия увеличение в системе.
Содержание
Примеры
Примеры многочисленны: горение, то термитная реакция, сочетающий сильные кислоты и основания, полимеризация. Как пример из повседневной жизни, грелки для рук использовать окисление железа для достижения экзотермической реакции:
Особенно важным классом экзотермических реакций является сжигание углеводородного топлива, например сжигание природного газа:
Неконтролируемые экзотермические реакции, приводящие к пожарам и взрывам, расточительны, потому что трудно улавливать выделяемую энергию. Природа осуществляет реакции горения в строго контролируемых условиях, избегая пожаров и взрывов, в аэробного дыхания чтобы улавливать высвобождаемую энергию, например для формирования АТФ.
Измерение
В экзотермической реакции изменение энтальпии по определению имеет отрицательное значение:
где большее значение (более высокая энергия реагентов) вычитается из меньшего значения (более низкая энергия продуктов). Например, когда горит водород:
2H2 (г) + O2 (г) → 2H2O (г) Δ ЧАС ⚬ = −483,6 кДж / моль [5]