Science >> Wetenschap & Ontdekkingen >  >> Chemie

Spontane reacties:endotherme versus exotherme processen begrijpen

Hier volgt een overzicht van waarom endotherme reacties kan niet spontaan ontstaan:

* Spontane reacties: Deze reacties gebeuren vanzelf, zonder de noodzaak van continue externe energie-input. Ze hebben de neiging om over te gaan naar een lagere energietoestand.

* Endotherme reacties: Deze reacties absorberen warmte uit hun omgeving. Dit betekent dat ze een input van energie nodig hebben om te kunnen optreden.

Waarom endotherme reacties niet spontaan zijn:

* Thermodynamica: De spontaniteit van een reactie wordt bepaald door een concept genaamd Gibbs Free Energy (AG). Om een ​​reactie spontaan te laten zijn, moet ΔG negatief zijn.

* ΔG-vergelijking: ΔG =ΔH - TΔS

* ΔH is de enthalpieverandering (geabsorbeerde of afgegeven warmte)

* T is de temperatuur in Kelvin

* ΔS is de entropieverandering (verandering in wanorde)

* Endotherme reacties en ΔG: Omdat endotherme reacties een positieve ΔH hebben (ze absorberen warmte), kan de ΔG-waarde alleen negatief zijn als de entropieverandering (ΔS) groot genoeg is en de temperatuur hoog genoeg is om de positieve ΔH te overwinnen.

Voorbeelden van endotherme reacties:

* Smeltend ijs: Er is warmte nodig om de bindingen te verbreken die de watermoleculen in vaste toestand houden.

* Fotosynthese: Planten absorberen zonlicht om kooldioxide en water om te zetten in glucose en zuurstof.

Belangrijke opmerking: Hoewel endotherme reacties onder standaardomstandigheden over het algemeen niet spontaan zijn, kunnen ze wel plaatsvinden met de input van voldoende energie. Deze energie kan geleverd worden door:

* Warmte: Het verhogen van de temperatuur kan de activeringsenergie leveren die nodig is om de energiebarrière te overwinnen.

* Andere vormen van energie: Licht, elektriciteit of mechanische energie kunnen ook endotherme reacties veroorzaken.