11 Przykład reakcji endotermicznej: szczegółowe wyjaśnienia

by

W tym artykule pokrótce omówiono „przykłady reakcji endotermicznej”, różne przykłady i niektóre problemy liczbowe dotyczące reakcji endotermicznej.

Przykłady są-

  1. Topienie lodu do postaci wody
  2. Sublimacja stałego dwutlenku węgla
  3. Rozkład termiczny węglanu wapnia
  4. Fotosynteza
  5. Odparowanie wody
  6. Częściowe utlenianie gazu ziemnego
  7. Powstawanie tlenku azotu
  8. Rozpuszczanie chlorku amonu w wodzie
  9. Separacja pary jonowej
  10. Topienie soli stałych
  11. Reakcja chlorku tionylu z kobaltem (II)
  12. Tworzenie kationów w fazie gazowej

Co to jest reakcja endotermiczna?

W chemii reakcja endotermiczna jest definiowana jako jeden rodzaj reakcji, w którym każdy system pochłania energię w postaci ciepła, światła z otoczenia.

Zmiana entalpii dla reakcji endotermicznej jest zawsze dodatnia (ΔH>0).

przykłady reakcji endotermicznych
Diagram energetyczny reakcji endotermicznej.
Kredytowych Image: Wikimedia Commons

Aby dowiedzieć się więcej, śledź: Stereoselektywne a stereospecyficzne: szczegółowe spostrzeżenia i fakty

Topienie lodu z wytworzeniem wody

Topienie lodu do postaci wody jest an przykład reakcji przemiany fazowej i przebiega ścieżką endotermiczną. Lód topi się w temperaturze 273 K lub powyżej 273 K. W przypadku topnienia lodu w temperaturze 273K ciepło pochłonięte przez system jest równe ciepłu utajonemu (80cal/g), a w przypadku topnienia lodu powyżej temperatury 273K ciepło pochłonięte przez system jest większe niż to ciepło utajone.

Sublimacja stałego dwutlenku węgla

Sublimacja to proces przemiany fazowej, w którym postać stała przechodzi bezpośrednio w stan pary bez zmiany fazy ze stanu stałego w ciekły. Gdy stały CO2 znany jako suchy lód jest sublimowany ze stanu stałego do stanu pary (gazowy dwutlenek węgla), system pochłania dużą ilość ciepła z otoczenia. Zatem sublimacja Przykładem jest stały CO2 procesu endotermicznego.

Aby dowiedzieć się więcej, przejdź przez: Wiązanie peptydowe a wiązanie dwusiarczkowe: analiza porównawcza i fakty

Rozkład termiczny węglanu wapnia

Termiczny rozkład jest jednym z rodzajów reakcji rozkładu odbywa się to z wykorzystaniem energii cieplnej.

Węglan wapnia można wytworzyć w reakcji wodorotlenku wapnia z dwutlenkiem węgla.

Ca (OH)2 + CO2 → Złodziej3 + H2O

 Kiedy węglan wapnia rozkłada się w obecności ciepła, wytwarza tlenek wapnia (CaO) i CO2.

Złodziej3 → CaO + CO2

Fotosynteza

Fotosynteza, reakcja endotermiczna, zachodzi poprzez pochłanianie światła słonecznego (energii świetlnej). Podczas fotosyntezy chlorofil pochłania światło słoneczne, a dwutlenek węgla jest redukowany w obecności wody, tworząc cząsteczkę glukozy.

CO2 + H2O → C6H12O6 + 6O2

obraz 1
Fotosynteza.
Kredytowych Image: Wikimedia Commons

Aby dowiedzieć się więcej, sprawdź: Wiązanie peptydowe a wiązanie estrowe: analiza porównawcza i fakty

Odparowanie wody

Odparowanie wody wymaga energii w postaci ciepła do wytworzenia pary. Zmiana fazy (liq=vap) odbywa się poprzez odparowanie wody. Parowanie wody następuje w temperaturze 373K lub powyżej 373K. Gdy woda odparowała w 373K (1000C) pochłonięta energia jest równa utajonemu ciepłu parowania (540cal/g), a powyżej 373K ciepło będzie pochłaniane więcej niż to utajone ciepło parowania.

Częściowe utlenianie gazu ziemnego

Częściowe utlenianie gazu ziemnego jest zdecydowanie reakcją endotermiczną, gdyż zachodzi w bardzo wysokiej temperaturze (1200-15000C). Gaz ziemny zawiera metan (CH4) i ulega utlenianiu w obecności pary (H2O). Jako produkt tego procesu częściowego utleniania otrzymuje się gazowy wodór i tlenek węgla.

CH4 (g) + H2O (g) → CO(g) + 3H2

Powstawanie tlenku azotu

Podczas tworzenia tlenku azotu energia cieplna jest pochłaniana, a zatem del H jest dodatni dla tej reakcji. Prawie 181 KJ energii jest pochłaniane podczas tej reakcji, gdy dwuazot i tlen reagują ze sobą.

N2 +O2 → 2 NR

Rozpuszczanie chlorku amonu w wodzie

 Chlorek amonu (NH4Cl), stały związek krystaliczny, jest produktem amoniaku i chloru. W wodzie ulega dysocjacji na dwa składowe atomy, kation amonowy (NH4) i anion chlorkowy (Cl-).

NH4Cl (s) → NH4+ (wodny) + Kl- (woda)

NH4+ (wodny) + H2O (ciecz) → NH3 (wodny) + H3O+ (woda)

H3O+ + OH- ⇌ 2H2O (reakcja odwracalna)

To rozpuszczanie postępuje w kierunku do przodu przez pochłanianie ciepła. Zatem zmiana entalpii będzie zawsze pozytywna.

Aby dowiedzieć się więcej, śledź: Struktura Lewisa CH2CL2 Dlaczego, jak, kiedy i szczegółowe fakty

Separacja pary jonowej

Pary jonowe powstają głównie w roztworze dzięki sile przyciągania elektrostatycznego między jonami naładowanymi dodatnio i ujemnie. Tworzenie się par jonowych następuje poprzez uwolnienie energii (proces egzotermiczny). Oddzielenie pary jonowej następuje, gdy ta odrębna jednostka chemiczna zawierająca dwa dodatnio naładowane jony zostaje oddzielona i tworzy dwa jony. Pochłanianie energii cieplnej jest głównym czynnikiem determinującym postęp w kierunku do przodu. Jest to więc proces odwrotny do tworzenia pary jonowej i jest to proces endotermiczny.

Topienie soli stałych

Sól to jeden z rodzajów związków krystalicznych o bardzo wysokiej temperaturze topnienia. Ale ta stała sól topi się w standardowej temperaturze i ciśnieniu. Zwykła sól kuchenna (NaCl) ma temperaturę topnienia 8000C i ciepło topnienia (ΔH(topienie)) wynosi 520 dżuli na gram. Topienie soli stałej wymaga dużej energii cieplnej i dużej dodatniej zmiany entalpii.

Reakcja chlorku tionylu z kobaltem (II)

Reakcja heksahydratu chlorku kobaltu z chlorkiem tionylu daje kwas chlorowodorowy, chlorek kobaltu i dwutlenek siarki jako produkty. Jest to proces endotermiczny i odbywa się poprzez pochłanianie ciepła z otoczenia. Temperatura medium reakcyjnego zostaje obniżona z 160Od C do 5.90C i zmiana entalpii jest dodatnia.

CoCl2. 6H2O + 6SOCl2 → CoCl2 + 12HCl + 6SO2

Tworzenie kationu w fazie gazowej

Proces powstawania kationu w fazie gazowej wymaga energii cieplnej. Aby utworzyć kation, potrzebna jest energia równa energii jonizacji, aby usunąć elektrony z powłoki walencyjnej atomu.

Ta energia jonizacji zależy od konfiguracji elektronowej odpowiedniego atomu. Zatem tworzenie kationu jest zdecydowanie procesem endotermicznym. Natomiast formacja anion jest przykładem procesu egzotermicznego, ponieważ po dodaniu elektronu do powłoki walencyjnej zostanie uwolniona pewna energia.

Poniżej omówiono niektóre problemy liczbowe z odpowiedziami na temat procesu endotermicznego:

Oblicz del H dla procesu- N2 (g) +2O2 (g) = 2NO2 (G) Zmiana entalpii dla danych reakcji wynosi:

N2 (g) + O2 (g) = 2NO ΔH = 180.5 KJ NIE (g) + (1/2) O2 = NIE2 (g) ΔH = -57.06 KJ

Odpowiedź:               N2 (g) + O2 (G) →  2NO (g)                                                                                                                  (2nd reakcja× 2) NO (g) + (1/2) O2 → NIE2 (G)

Wynikowe równanie będzie = N2 (g) + 22 (G) → 2 NR2 (g) Zatem zmiana entalpii tej reakcji wynosi = {180.5 +2×(-57.06)} KJ = 66.38 KJ.

Jest to reakcja endotermiczna, ponieważ zmiana entalpii jest dodatnia.

Oblicz zmianę entalpii dla następującej reakcji: Hg2Cl2 (s) = 2Hg (l) + Cl2 (G) Zmiana entalpii dla danych reakcji wynosi - Hg (ciecz) + Cl2 (g) = HgCl2 (s) ΔH= -224KJ Hg (ciecz) + HgCl2 (s) = Hg2Cl2 (s) ΔH = -41.2 KJ

Odpowiedź: Powyższe reakcje można zapisać jako:

HgCl2 = Hg (ciecz) + Cl2 (g) (s)       ΔH= 224KJ                                   Hg2Cl2 (s)= Hg (ciecz) + HgCl2 (s) ΔH = 41.2 KJ

Wynikowe równanie będzie: Hg2Cl2 (s) = 2Hg (l) + Cl2 (G)

Zatem zmiana entalpii wynosi = (224 + 41.2) KJ                                                         = 265.2 KJ.

Oblicz zmianę entalpii reakcji – CO2 (g) + H2O (ciecz) = CH4 (g) + O2 (G) Podana zmiana entalpii dla CH4H2O i CO2 wynoszą odpowiednio -74.8, -285.8 i -393.5 KJ/mol.

Odpowiedź: zmiana entalpii = entalpia produktów – entalpia reagentów.

Del Hf dla tlenu wynosi 0.

Zrównoważone równanie to - CO2 (g) + 2H2O (ciecz) = CH4 (g) + O2 (g) ΔH = {(-74.8) – 2×(-285.8) – (-393.5)} KJ/mol =890.3 KJ/mol

Najczęściej zadawane pytania (FAQ)

Jak można zwiększyć szybkość reakcji endotermicznej?

Odpowiedź: Reakcja endotermiczna zależy od temperatury medium reakcyjnego. Obniżenie temperatury medium reakcyjnego zwiększa zakres reakcji w kierunku do przodu.

Jaka jest zmiana entropii dla reakcji endotermicznej?

Odpowiedź: Zmiana entropii dla reakcji endotermicznej jest zawsze ujemna, energia jest pochłaniana z otoczenia do systemu

Podaj reakcję, która zawsze będzie reakcją endotermiczną?

Odpowiedź: Rozkład termiczny jest jednym z rodzajów reakcja, która zawsze będzie przykładem reakcji endotermicznej.

Przeczytaj także: