Ķīmiskās reakcijas rodas divu vai vairāku vielu (reaģentu) molekulu pārkārtošanās dēļ, veidojot jaunizveidotās vielas, ko sauc par produktiem.
Šo molekulu pārkārtošanās noved pie saišu pārrāvuma vai veidošanās, kas izraisa izmaiņas absorbētajā vai atbrīvotajā siltumā.
Pamatojoties uz atbrīvoto enerģiju, ķīmiskās reakcijas var klasificēt kā eksotermiskas, endotermiskas, eksergoniskas vai endogēnas.
Atslēgas
- Eksotermiskās reakcijas izdala siltumu un enerģiju apkārtējā vidē.
- Eksergoniskās reakcijas atbrīvo enerģiju un var strādāt.
- Eksotermiskas reakcijas var būt eksergoniskas, bet ne visas eksergoniskās reakcijas ir eksotermiskas.
Eksotermisks pret eksergonisko
Atšķirība starp eksotermisko reakciju un eksergonisko reakciju ir tāda, ka eksotermiskā reakcija attiecas uz entalpijas izmaiņām jebkurā ķīmiskajā procesā, ko mēra siltuma izteiksmē slēgtā sistēmā, savukārt eksergoniskās reakcijas attiecas uz jebkuras ķīmiskas reakcijas brīvās enerģijas izmaiņām, ko sauc par Gibsa brīvo enerģiju. Abas ir atbrīvojošas reakcijas; tomēr enerģijas veids atšķiras.
Termodinamikā eksotermiska reakcija ir enerģiju atbrīvojoša reakcija. Eksotermiskās reakcijas procesā enerģija izdalās siltuma veidā.
Siltums tiek atbrīvots kā entalpija (iekšējā enerģija noteiktā spiedienā un tilpumā vai vienkārši kopējais sistēmas siltums). reaģenti ir vairāk nekā produkti. Šī enerģija tiek atbrīvota siltuma veidā ķīmiskai stabilitātei.
Termodinamikā eksergoniskā reakcija ir arī enerģiju atbrīvojoša reakcija. Eksergoniskas reakcijas procesā enerģija tiek atbrīvota Gibsa brīvās enerģijas veidā.
Tādējādi atbrīvoto enerģiju mēra arī entropijas izmaiņu izteiksmē (enerģija nav pieejama darba veikšanai). Tādējādi atbrīvotā enerģija palīdz paveikt kādu darbu un nodrošina reakcijas stabilitāti.
Salīdzināšanas tabula
| Salīdzināšanas parametri | Eksotermisks | Eksergonisks |
|---|---|---|
| Nozīme | Tā ir siltuma izdalīšanas reakcija. | Tā ir enerģiju atbrīvojoša reakcija. |
| Enerģijas forma | Atbrīvotās enerģijas forma tiek uzkarsēta. | Atbrīvotās enerģijas formu mēra kā Gibsa brīvo enerģiju vai entropijas izmaiņas. |
| Ietekme uz apkārtējo vidi | Apkārtējo enerģiju palielina apkure. | Tam nav nekāda sakara ar apkārtējo apkuri. Kamēr nav pieejama enerģija darba veikšanai, reakcija ir iespējama. |
| Reaģentu enerģija | Tas ir augstāks par produktiem. | Tas ir arī augstāks nekā produktiem. |
| Produktu enerģija | Tas ir zemāks par reaģentiem. | Tas ir arī zemāks nekā reaģentiem. |
| Vispārējas izmaiņas enerģētikā | Kopumā reakcijā notiek enerģijas izdalīšanās. Visas eksotermiskās reakcijas ir dabiski eksergoniskas, jo tiek atbrīvota enerģija. | Enerģija tiek atbrīvota, bet reakcija turpinās tikai līdz brīdim, kad tiek veikts darbs ar brīvo enerģiju. |
| Gibbs Free Energy | ∆G ir negatīvs (enerģija tiek atbrīvota). | ∆G arī ir negatīvs. Parasti eksotermiskām reakcijām ir lielāks ∆G. |
| Darbs darīts | Darbs nav padarīts. | Darbs tiek veikts entropijas maiņas veidā. |
| Piemērs | Fosilā kurināmā dedzināšana, sveces aizdegšana utt. | Elpošana augiem un dzīvniekiem. (galvenokārt bioenerģētiskās reakcijas) |
Kas ir eksotermisks?
Eksotermiska reakcija ir enerģijas izdalīšanas reakcija, kurā divi vai vairāki reaģenti pārkārto savas molekulas, veidojot un pārraujot ķīmiskās saites, izdalot enerģiju (notiek entalpijas izmaiņas, ∆H arī ir negatīva) apkārtējai siltuma veidā vai pat. gaisma.
To mēra džoulos (siltuma mērvienībā). Tas nozīmē, ka reaģentiem ir lielāka enerģija nekā produktiem, un tie uztur reakciju termodinamiski stabilu. Enerģija ir jānodod apkārtnei siltuma veidā.
Šādi atbrīvotā enerģija pazemina sistēmas Gibsa brīvo enerģiju (∆G ir negatīvs), bet reakcijas rezultātā enerģija izdalās un izkliedējas apkārtējā vidē.
Vienīgā atšķirība ir tā, ka apkārtne tiek uzkarsēta. Reakciju klasifikācija, pamatojoties uz eksotermiskām un endotermiskām reakcijām, mēra tikai reakcijai atbrīvoto vai nepieciešamo siltumu.
Eksotermiskās reakcijās reakcijas sākumā enerģija nav nepieciešama. Reaģentiem ir enerģija, lai reaģētu paši.
Labākais eksotermiskas reakcijas piemērs ir degšana no jebkura materiāla. Kad tiek sadedzināts kāds materiāls, teiksim, koks. Koksne reaģē ar skābekli apkārtējā gaisā, veidojot oglekļa dioksīdu un ūdens tvaikus, ko mēs uzskatām par dūmiem.
Uguns ir enerģijas veidā, ko izdala reaģenti (koksne un skābeklis) no produktiem. Uguns sniedz mums siltumu un gaismu. Šī ķīmiskā enerģija tiek veiksmīgi pārveidota mehāniskajā enerģijā.
Kas ir Exergonic?
Eksergonika ir enerģiju atbrīvojoša reakcija, kurā divi vai vairāki reaģenti pārkārto savas molekulas, veidojot un pārraujot ķīmiskās saites un atbrīvojot enerģiju apkārtējai enerģijai, ko izmanto darba veikšanai.
To mēra arī džoulos, jo paveiktais darbs ir arī tāds pats kā darba veikšanai izmantotais enerģijas daudzums.
Tādējādi atbrīvotā enerģija pazemina sistēmas Gibsa brīvo enerģiju (∆G ir negatīvs), bet atbrīvotā enerģija tiek izmantota, lai spontāni veiktu kādu darbu (tas nozīmē, ka mainās arī entropija). ∆H paliek negatīvs.
Lai sāktu reakciju, nav nepieciešama nekāda ārēja enerģija.
Labākais eksergonisko reakciju piemērs ir atrodams tādās bioenerģētiskās reakcijās kā šūnu elpošana, katabolisms, pārtikas vielu metabolisms un tā.
Vidēji šūnu elpošanas procesā glikoze ar skābekļa palīdzību tiek sadalīta ūdenī un oglekļa dioksīdā.
Tas atbrīvo enerģiju, ko izmanto, lai veidotu ATP molekulas, kas virza ķermeņa darbību. Tādējādi tas ir spontāns enerģijas atbrīvošanas process.
Galvenās atšķirības starp eksotermisko un eksergonisko
- Eksotermiskās reakcijas galvenokārt ir termodinamiskas, savukārt eksergoniskās reakcijas galvenokārt ir bioenerģētiskas.
- Eksotermiskā reakcija atbrīvo enerģiju siltuma veidā, kas tiek izkliedēta apkārtējā vidē, atšķirībā no eksergoniskās reakcijas, kas izmanto šo enerģiju darba veikšanai.
- Eksotermiskās reakcijas ir eksergonisko reakciju apakštips, taču visas eksergoniskās reakcijas nav eksotermiskas to rakstura spontanitātes dēļ.
- Eksotermiskās reakcijas mēra tikai entalpijas izmaiņu izteiksmē, savukārt eksergoniskās reakcijas mēra gan entalpijas, gan entropijas izmaiņu izteiksmē.
- Uguns iedegšana, reakcijas starp metālu un ūdeni, cementu un ūdeni utt. ir eksotermisku reakciju piemēri, savukārt katabolisms, vielmaiņa, anabolisms, elpošana, ATP veidošanās ir eksergonisku reakciju piemēri.
Pēdējo reizi atjaunināts: 23. gada 2023. jūlijā
Esmu pielicis tik daudz pūļu, rakstot šo emuāra ierakstu, lai sniegtu jums vērtību. Tas man ļoti noderēs, ja apsverat iespēju to kopīgot sociālajos medijos vai ar draugiem/ģimeni. DALĪŠANĀS IR ♥️
Pijušs Jadavs pēdējos 25 gadus ir pavadījis, strādājot par fiziķi vietējā sabiedrībā. Viņš ir fiziķis, kurš aizrautīgi cenšas padarīt zinātni pieejamāku mūsu lasītājiem. Viņam ir bakalaura grāds dabaszinātnēs un pēcdiploma diploms vides zinātnē. Vairāk par viņu varat lasīt viņa vietnē bio lapa.
Piedāvātā salīdzināšanas tabula ļauj viegli saprast atšķirības starp eksotermiskām un eksergoniskām reakcijām. Es novērtēju skaidrību.
Paskaidrojums sadaļā "Kas ir eksotermisks?" palīdzēja man daudz labāk izprast šo jēdzienu. Paldies par detalizēto sadalījumu.
Detalizēts eksotermisko un eksergonisko reakciju salīdzinājums ir ļoti noderīgs. Es novērtēju šajā rakstā sniegto skaidrību.
Tas noteikti ir vērtīgs resurss ikvienam, kas pēta vai strādā ar ķīmiskām reakcijām.
Ļoti saturīgs raksts. Šeit noteikti izceļas autora zināšanas par šo tēmu.
Degšanas kā eksotermiskas reakcijas piemērs ir ļoti praktisks veids, kā izprast šo jēdzienu. Lielisks raksts!
Jā, raksts lieliski pārņem sarežģītus jēdzienus un padara tos praktiskus un saprotamus.
Atšķirība starp eksotermiskām un eksergoniskām reakcijām var būt mulsinoša, taču šis raksts to ļoti labi izskaidro.
Piekrītu, raksta salīdzinājums ir diezgan noderīgs.
Es esmu daudz iemācījies, lasot šo. Paldies par informatīvo rakstu.
Rakstā ir lieliski izskaidrots eksotermisko un eksergonisko reakciju jēdziens, padarot to ļoti pieejamu plašai auditorijai.
Paskaidrojumu skaidrība ir diezgan iespaidīga.
Protams, informācijas kvalitāte šeit ir lieliska.
Paskaidrojums par Gibsa brīvo enerģiju un entropiju sniedza pilnīgu izpratni par eksergoniskajām reakcijām.
Absolūti šajā rakstā sniegtās informācijas dziļums ir iespaidīgs.
Absorbētais vai atbrīvotais siltums ir endotermisko un eksotermisko reakciju būtiska sastāvdaļa. Interesanti, ka eksotermiskas reakcijas var būt eksergoniskas, bet ne visas eksergoniskās reakcijas ir eksotermiskas.
Man nebija ne jausmas, ka eksotermiskās un eksergoniskās reakcijas atšķiras. Paldies par detalizēto skaidrojumu.
Šis skaidrojums ir ļoti skaidrs un visaptverošs. Paldies!
Rakstā ir efektīvi sadalīti dažādi eksotermisko un eksergonisko reakciju aspekti. Tas ir izdevīgi gan studentiem, gan profesionāļiem.
Esmu dalījies ar šo rakstu ar saviem kolēģiem. Tas ir lielisks resurss, lai izprastu šīs reakcijas.
Noteikti piekrītu. Praktiskie piemēri ļauj viegli uztvert teorētiskās koncepcijas.
Rakstā izmantotie praktiskie piemēri palīdz nostiprināt izpratni par izklāstītajiem jēdzieniem.
Es nevarēju vairāk piekrist. Šis raksts ir zelta raktuves ikvienam, kurš vēlas uzzināt vai atsvaidzināt savas zināšanas par šīm reakcijām.