אנו מסבירים מהי תגובה אקסותרמית וההבדלים שלה עם תגובה אנדותרמית. כמו כן, דוגמאות לתגובה כימית זו.
מהי תגובה אקסותרמית?
תגובה אקסותרמית היא תגובה שכאשר היא מתרחשת משחררת אנרגיה בצורה של חוֹם אוֹ אוֹר אל ה סביבה. כאשר סוג זה של תגובה מתרחש, למוצרים המתקבלים יש אנרגיה נמוכה יותר מאשר המגיבים הראשוניים.
אנתלפיה היא כמות המגדירה את הזרימה של אנרגיית תרמית בתהליכים הכימיים המתרחשים ב לַחַץ קָבוּעַ. יתר על כן, גודל זה מייצג את החלפת אֵנֶרְגִיָה בין מערכת תרמודינמית לסביבתה. הווריאציה של גודל זה (ΔH) בתגובה כימית משמשת כדי לסווג אותה כאנדותרמית או אקסותרמית.
תגובה אנדותרמית ΔH>0.
תגובה אקסותרמית ΔH <0.
תגובות אקסותרמיות חשובות מאוד במדעי הביוכימיה. דרך תגובות מהסוג הזה, אורגניזמים יצורים חיים משיגים את האנרגיה הדרושה כדי לקיים את חַיִים בתהליך שנקרא חילוף חומרים.
רוב התגובות האקזותרמיות הן של חמצון, וכשהן אלימות מאוד הן עלולות ליצור אש, כמו ב שְׂרֵפָה. דוגמאות נוספות לתגובות אלו הן מעברים של חוֹמֶר של א מצב צבירה לאחר עם אנרגיה נמוכה יותר, כגון גז לנוזל (הִתְעַבּוּת), או מנוזל למוצק (התמצקות).
למעשה, תגובות אקסותרמיות רבות מסוכנות עבור בְּרִיאוּת מכיוון שהאנרגיה המשתחררת היא פתאומית ובלתי מבוקרת, מה שעלול לגרום לכוויות או נזק אחר לגוף יצורים חיים.
הבדלים בין תגובות אקסותרמיות ואנדותרמיות
בכל תגובה כימית אנרגיה נשמרת. זה מהווה את חוק שימור האנרגיה: אנרגיה לא נוצרת ולא נהרסת, היא רק עוברת טרנספורמציה.
בתגובות אנדותרמיות, אנרגיה נספגת כדי להפוך מגיבים למוצרים. בסוג זה של תגובה, הקשרים של ה מולקולות המרכיבים את המגיבים מתפרקים ליצירת רכיבים חדשים. תהליך שבירת הקשר הזה דורש את האנרגיה המדוברת. דוגמה לכך היא תהליך האלקטרוליזה של מים, היכן שהוא מסופק כוח חשמלי למולקולת המים כדי לשבור אותה ולהפוך אותה ליסודות המרכיבים אותה.
מצד שני, בתגובות אקסותרמיות, מגיבים משתחררים אנרגיה כימית הכלולים בקשרים המרכיבים את המולקולות שלו. האנרגיה המשתחררת יכולה להיות בצורת חום או אור.
דוגמאות לתגובה אקזותרמית
חמצון גלוקוז הוא תגובה אקסותרמית.
כמה תגובות אקסותרמיות ידועות הן:
- הבעירה. זו תגובה של חִמצוּן מהר מאוד המתרחש בין חומרים הנקראים דלקים וחמצן. הדלקים מורכבים בעיקר מפחמן, מימן ובמקרים מסוימים גם מגופרית. דוגמאות לדלקים הן גז מתאן, בנזין ו גז טבעי. תגובה זו משחררת כמויות גדולות של חום, מה שעלול להוביל לשריפה.
- חמצון של גלוקוז. זו התגובה שאנו מבצעים בעלי חיים כדי להשיג אנרגיה מטבולית: אנו לוקחים חמצן מה נְשִׁימָה ואנחנו משתמשים בו כדי לחמצן סוכרים, לשבור את מולקולת הגלוקוז למולקולות פשוטות יותר (גליקוליזה) וקבלת כפרס מולקולות של ATP, עשיר באנרגיה כימית.
- התערובת של אשלגן ו מים. אשלגן הוא חומר ייבוש רב עוצמה שכאשר הוא מעורבב במים, משחרר מימן וכמויות אדירות של אנרגיה בפיצוץ. זה קורה עם כל המתכות האלקליות, אם כי לא תמיד עם אותה כמות אנרגיה המשתחררת.
- היווצרות של אמוניה. ליצירת אמוניה (NH3), חנקן (N2) ומימן (H2) מגיבים, כלומר קבלת מולקולה פחות אנרגטית מהמולקולות המוכנסות לתגובה. יש לשחרר את ההבדל הזה באנרגיה, והוא מתרחש כעלייה ב טֶמפֶּרָטוּרָה (חוֹם).