Τι είναι η Ενδόθερμη Αντίδραση;
Οποιαδήποτε χημική αντίδραση περιλαμβάνει τη διάσπαση μοριακών δεσμών και τον πιθανό σχηματισμό νέων δεσμών. Μια διαδικασία που σπάει τους δεσμούς είναι αυτή που απελευθερώνει ενέργεια και οι επιστήμονες την αναφέρουν ως μια εξεργολογική διαδικασία. Από την άλλη πλευρά, ο σχηματισμός νέων δεσμών απαιτεί εισροή ενέργειας και οι επιστήμονες αναφέρονται σε μια τέτοια διαδικασία ως ενεργονική. Η ενέργεια μπορεί να απελευθερωθεί ή να απορροφηθεί με πολλές μορφές, συμπεριλαμβανομένου του φωτός, του ηλεκτρισμού και της θερμότητας. Όταν η ενέργεια απελευθερώνεται ως θερμότητα, η διαδικασία είναι εξώθερμη και όταν η θερμότητα απορροφάται, η διαδικασία είναι ενδόθερμη. Μια ενδόθερμη αντίδραση είναι αυτή που οδηγεί σε καθαρή μείωση της θερμοκρασίας επειδή απορροφά θερμότητα από το περιβάλλον και αποθηκεύει την ενέργεια στους δεσμούς που σχηματίζονται στην αντίδραση.
TL;DR (Πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα; Δεν έχω διαβάσει)
Οι ενδόθερμες αντιδράσεις απορροφούν ενέργεια από το περιβάλλον και μειώνουν τη θερμοκρασία. Είναι ένα είδος ενδογενούς αντίδρασης. Στη βιολογία, οι αναβολικές διεργασίες είναι παραδείγματα ενδόθερμων αντιδράσεων.
Εξίσωση για Ενδόθερμες Αντιδράσεις
Η γενική εξίσωση για τις ενδόθερμες αντιδράσεις είναι:
Αντιδρώντα + Θερμική Ενέργεια --> Προϊόντα
Μια αντίδραση μπορεί να περιλαμβάνει πολλαπλές διεργασίες και μερικές από αυτές μπορεί να απελευθερώσουν θερμότητα, αλλά εφόσον μια αντίδραση περιλαμβάνει καθαρή μείωση της θερμοκρασίας, η αντίδραση είναι ενδόθερμη. Είναι πιθανό να συμβεί αυτό επειδή μια χημική αντίδραση προχωρά πάντα με τρόπο που αυξάνει την εντροπία. Αντίθετα, οι εξώθερμες αντιδράσεις είναι αυτές που απελευθερώνουν θερμότητα. Οι αντιδράσεις οξείδωσης είναι συνήθως εξώθερμες, όπως ένα κούτσουρο καύσης.
Σχηματισμός μονοξειδίου του αζώτου: Ένα παράδειγμα ενδόθερμης αντίδρασης που συμβαίνει καθημερινά στην ατμόσφαιρα της Γης είναι ο συνδυασμός μοριακού οξυγόνου με μοριακό άζωτο για να σχηματιστεί μονοξείδιο του αζώτου. Οι χημικοί γνωρίζουν ακριβώς πόση θερμική ενέργεια χρειάζεται για να συμβεί αυτή η αντίδραση. Η ισορροπημένη εξίσωση για αυτήν την αντίδραση είναι:
O2 + N2 + 180,5 KJ --> 2 ΟΧΙ
Με λόγια, απαιτούνται 180,5 kilojoules ενέργειας για να συμβεί αυτή η αντίδραση, και είναι επίσης καλό. Διαφορετικά, όλο το οξυγόνο στην ατμόσφαιρα θα είχε εξαντληθεί εδώ και πολύ καιρό. Η θερμική ενέργεια για αυτήν την αντίδραση προέρχεται συχνά από την εξάτμιση του αυτοκινήτου.
Οι ενδόθερμες διεργασίες δεν είναι όλες οι αντιδράσεις
Ένα παράδειγμα μιας ενδόθερμης διαδικασίας με την οποία όλοι γνωρίζουν είναι η εφίδρωση, η διαδικασία με την οποία το σώμα παράγει νερό στο δέρμα ως στρατηγική ψύξης. Λειτουργεί επειδή το νερό απορροφά ενέργεια όταν αλλάζει κατάσταση από υγρό σε αέριο. Αυτή είναι μια ενδόθερμη διαδικασία, αλλά δεν είναι αντίδραση, γιατί μια αντίδραση περιλαμβάνει πάντα την καταστροφή ή το σχηματισμό χημικών δεσμών. Από την άλλη πλευρά, η συμπίεση μιας στιγμιαίας παγωμένης συσκευασίας παράγει μια ενδόθερμη αντίδραση. Μια χημική ουσία στη συσκευασία αντιδρά με το νερό για να απορροφήσει ενέργεια και παγώνει το νερό σε πάγο.
Παραδείγματα από τη Βιολογία
Κατά τη φωτοσύνθεση, τα φυτά απορροφούν διοξείδιο του άνθρακα από την ατμόσφαιρα και το μετατρέπουν σε γλυκόζη και οξυγόνο. Η διαδικασία απαιτεί ενέργεια με τη μορφή ηλιακού φωτός και είναι περισσότερο ενδογενής παρά ενδόθερμη. Η εξίσωση για την αντίδραση είναι:
6CO2 (διοξείδιο του άνθρακα) + 6Η2 O (νερό) + ηλιακό φως --> C6 H12 O6 (γλυκόζη) + O2 (οξυγόνο)
Ένας αριθμός ενδόθερμων αντιδράσεων είναι σημαντικές για το μεταβολισμό των θηλαστικών και των ανθρώπων. Πολλά από αυτά συμβαίνουν μέσα στα κύτταρα και όταν συμβαίνουν, οι επιστήμονες τα αποκαλούν αναβολικές αντιδράσεις, σε αντίθεση με τις καταβολικές αντιδράσεις, οι οποίες απελευθερώνουν ενέργεια. Μερικές από αυτές τις αντιδράσεις περιλαμβάνουν:
- Τα αμινοξέα ενώνονται για να σχηματίσουν πεπτίδια.
- Μικρά μόρια σακχάρου ενώνονται για να σχηματίσουν δισακχαρίτες.
- Η γλυκερόλη αντιδρά με λιπαρά οξέα για τη δημιουργία λιπιδίων.
