発熱と発エルゴン: 違いと比較

化学反応は、XNUMX つ以上の物質 (反応物) の分子が再配置されて生成物と呼ばれる新たに形成された物質を形成することによって発生します。

これらの分子の再配列は、吸収または放出される熱の変化を引き起こす結合の切断または形成につながります。

放出されるエネルギーに基づいて、化学反応は発熱、吸熱、発エルゴン、または内因に分類できます。

主要な取り組み

1. 発熱反応は周囲に熱とエネルギーを放出します。
2. 発エルゴン反応はエネルギーを放出し、仕事をすることができます。
3. 発熱反応はエクエルゴニックである可能性がありますが、すべてのエクエルゴニック反応が発熱であるとは限りません。

発熱対発エルゴニック

発熱反応と発エルゴン反応の違いは、発熱反応は閉じた系の熱で測定される化学プロセスのエンタルピー変化を扱うのに対し、発エルゴン反応はギブス自由エネルギーと呼ばれる化学反応の自由エネルギー変化を扱うことです。 どちらも反応を解放しています。 ただし、エネルギーの種類は異なります。

熱力学では、発熱反応はエネルギー放出反応です。 発熱反応の過程で、エネルギーが熱の形で放出されます。

熱は、エンタルピーとして放出されます (特定の圧力と体積の内部エネルギー、または単にシステムの全熱)。 反応物 製品以上のものです。 このエネルギーは、化学的安定性のために熱の形で放出されます。

熱力学では、発エルゴン反応はエネルギー放出反応でもあります。 発エルゴン反応の過程で、エネルギーはギブスの自由エネルギーの形で放出されます。

したがって、解放されたエネルギーは、エントロピーの変化の観点からも測定されます (仕事をするために利用できないエネルギー)。 したがって、放出されたエネルギーは、いくつかの仕事を成し遂げるのに役立ち、反応に安定性を与えます.

比較表

比較のパラメータ	発熱	発エルゴン
意味	放熱反応です。	それはエネルギー放出反応です。
エネルギーの形	放出されるエネルギーの形は加熱されます。	放出されるエネルギーの形態は、ギブスの自由エネルギーまたはエントロピーの変化の観点から測定されます。
周囲への影響	周囲のエネルギーは加熱によって増加します。	周囲の暖房とは関係ありません。 仕事をするためのエネルギーが利用可能になるまで、反応は実行可能です。
反応物のエネルギー	製品より高いです。	また、製品のそれよりも高いです。
製品のエネルギー	それは反応物よりも低いです。	また、反応物よりも低いです。
エネルギーの全体的な変化	全体として、反応にはエネルギーの放出があります。 エネルギーが放出されるので、すべての発熱反応は自然に発エルゴン的です。	エネルギーは放出されますが、反応は自由エネルギーで仕事が終わるまでしか続きません。
ギブズの自由エネルギー	ΔG は負です (エネルギーが解放されます)。	ΔG も負です。 通常、発熱反応のΔG は大きくなります。
作業完了	作業は完了していません。	仕事はエントロピー変化の形で行われます。
例	化石燃料の燃焼、ロウソクの灯りなど。	植物や動物の呼吸。 (主に生体エネルギー反応)

発熱とは？

発熱反応は、XNUMX つ以上の反応物質が分子を再配列して化学結合を形成および切断し、熱または光の形で周囲にエネルギー (エンタルピーの変化 ΔH も負です) を放出するエネルギー放出反応です。

これは、ジュール (熱の単位) で測定されます。 これは、反応物が生成物よりも高いエネルギーを持ち、反応を熱力学的に安定に保つことを意味します。 エネルギーは、熱の形で周囲に放出する必要があります。

このように放出されたエネルギーは系のギブズ自由エネルギーを低下させますが (ΔG は負)、エネルギーは反応の結果として放出され、周囲に散逸します。

唯一の違いは、周囲が熱くなることです。 発熱反応と吸熱反応に基づく反応の分類では、放出される熱または反応に必要な熱のみが測定されます。

発熱反応では、反応の開始時にエネルギーは必要ありません。 反応物は、自ら反応するエネルギーを持っています。

発熱反応の最も良い例は、 燃焼 あらゆる素材の。 木材などの材料を燃やすとき。 木材は周囲の空気中の酸素と反応して二酸化炭素と水蒸気を生成し、私たちはそれを煙と見なします。

火は、製品からの反応物（木材と酸素）によって放出されるエネルギーの形をしています。 火は私たちに熱と光を与えてくれます。 この化学エネルギーは機械エネルギーにうまく変換されます。

エクエルゴニックとは？

エクセルゴニック反応とは、XNUMX つ以上の反応物質が分子を再配列して化学結合を形成および切断し、仕事を遂行するために使用されるエネルギーの形で周囲にエネルギーを放出するエネルギー放出反応です。

また、行われた仕事は仕事をするために使用されるエネルギー量と同じであるため、ジュールでも測定されます。

このように放出されたエネルギーは、システムのギブズ自由エネルギーを低下させます (ΔG は負です) が、放出されたエネルギーは自発的に何らかの仕事をするために使用されます (エントロピーにも変化があることを意味します)。 ΔH は負のままです。

反応を開始するのに外部エネルギーは一切必要ありません。

発エルゴン反応の最良の例は、細胞呼吸などの生体エネルギー反応に見られます。 異化、食物物質の代謝など。

平均して、細胞呼吸の過程で、グルコースは酸素の助けを借りて水と二酸化炭素に分解されます。

これは、体の機能を駆動する ATP 分子を形成するために使用されるエネルギーを放出します。 したがって、それは自発的なエネルギー放出プロセスです。

発熱と発エルゴニックの主な違い

1. 発熱反応は主に熱力学的反応ですが、発エルゴン反応は主に生体エネルギー反応です。
2. 発熱反応は、このエネルギーを使用して仕事を行う発エルゴン反応とは対照的に、周囲に放散される熱の形でエネルギーを放出します。
3. 発熱反応は発エルゴン反応のサブタイプですが、すべての発エルゴン反応はその性質の自発性のために発熱ではありません。
4. 発熱反応はエンタルピー変化の観点からのみ測定されますが、発エルゴン反応はエンタルピーとエントロピー変化の両方の観点から測定されます。
5. 火の点火、金属と水、セメントと水などの反応は発熱反応の例であり、異化作用、代謝、同化作用、呼吸、ATP 形成は発エルゴン反応の例です。

参考文献

1. https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/j100394a009
2. https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/j150656a023

最終更新日 : 23 年 2023 月 XNUMX 日