Kas ir eksotermiskās reakcijas?

Īsā atbilde

Vielas fāzu izmaiņas ir sadalītas divās pamatkategorijās: endotermiskās un eksotermiskās. Eksotermisks grieķu valodā nozīmē “ārējais siltums”, pretstatā endotermiskajam “iekšējais siltums”. Endotermiskām reakcijām ir nepieciešams siltums vai enerģija, lai veidotos jaunas ķīmiskās saites, piemēram, kad ledus kubs tiek izkausēts šķidrumā un pēc tam vārīts tvaikos. No otras puses, eksotermiskās reakcijas rada vairāk enerģijas, nekā nepieciešams to atvieglošanai, izraisot temperatūras paaugstināšanos tieši ap reakciju. Tas notiek, kad lietus veidojas mākonī un pat tad, kad lietus sasalst ledū uz zemes.

Dažas no ilustratīvākajām eksotermiskajām reakcijām ir saistītas ar liesmu. Sērkociņi, ugunskuri, uguņošana un raķetes izmanto šīs reakcijas, lai ražotu enerģiju, ko izmanto dažādiem mērķiem. Daudzi atvieglo endotermiskas reakcijas, piemēram, maizes gatavošanu, zupas vārīšanu vai roku sildīšanu. Tomēr eksotermiskās reakcijas ne tikai izdala siltumu; tiem bieži ir nepieciešama vismaz sākotnējā enerģijas padeve, kas nodrošina to, ko sauc par aktivizācijas enerģiju. Tomēr eksotermiskās reakcijās ieguldītā enerģija vienmēr būs mazāka par kopējo saražoto enerģiju; dzirkstele nekad nebūs lielāka par liesmu.

Citas šāda veida reakcijas ir grūtāk piedzīvot. Kad uz metāla veidojas rūsa, kas ir vēl viena izplatīta eksotermiska reakcija, nešķiet, ka process izdala siltumu. Tomēr siltums ir atbrīvots; vairāku stundu laikā tieši pareizos mitruma, gaismas un temperatūras apstākļos dzelzs un skābekļa sajaukšanās rada dzelzs oksīdu un nedaudz siltuma.

Zinātnieki izmanto instrumentu, ko sauc par kalorimetru, lai noteiktu, cik daudz siltuma rodas fāzes maiņas vai ķīmiskās reakcijas rezultātā. Tas ietver reakcijas veikšanu ūdens vannā, lai novērtētu radītās temperatūras izmaiņas. Rezultāti norāda, vai konkrētā reakcija ir endotermiska vai eksotermiska.

Ķīmijas skolotāji bieži izmanto vienu vai vairākus no vairākiem rūpīgi uzraudzītiem eksperimentiem, lai ilustrētu eksotermisko reakciju principus. Nodarbība var būt tikpat vienkārša kā sērkociņa aizdedzināšana un izskaidrošana, kā dzirkstele aizdedzina eksotermisku reakciju starp sēru un skābekli, radot siltumu. Vēl viens izplatīts eksperiments ietver ūdens un kalcija hlorīda, ledus atkausētāja, ko izmanto arī pārnēsājamos sildīšanas iepakojumos, sajaukšanu, pēc tam mēra reakcijas radītā siltuma daudzumu.

Daudzi tiesu medicīnas zinātnieki izsmeļoši pēta eksotermiskās reakcijas. Vispirms viņiem jāapgūst, kā notiek dažādas ķīmiskās reakcijas un cik daudz siltuma rodas. Šīs zināšanas viņiem kā izmeklētājiem palīdz atklāt ugunsgrēka vai sprādziena cēloni un noteikt, kā tos vislabāk dzēst nākotnē.

Īsā atbilde

Saistītie jautājumi