Τι είδους χημική αντίδραση δεν μπορεί να εμφανιστεί αυθόρμητα ενδοθερμική ή εξωθερμική;
* αυθόρμητες αντιδράσεις: Αυτές οι αντιδράσεις συμβαίνουν μόνοι τους, χωρίς την ανάγκη συνεχούς εισόδου εξωτερικής ενέργειας. Τείνουν να προχωρούν σε χαμηλότερη ενεργειακή κατάσταση.
* ενδοθερμικές αντιδράσεις: Αυτές οι αντιδράσεις απορροφούν θερμότητα από το περιβάλλον τους. Αυτό σημαίνει ότι χρειάζονται μια εισροή ενέργειας.
Γιατί οι ενδοθερμικές αντιδράσεις δεν είναι αυθόρμητες:
* Θερμοδυναμική: Ο αυθορμητισμός μιας αντίδρασης διέπεται από μια έννοια που ονομάζεται Gibbs Free Energy (ΔG). Για να είναι μια αντίδραση αυθόρμητη, η δγ πρέπει να είναι αρνητική.
* ΔG Εξίσωση: ΔG =ΔH - TΔS
* Το ΔH είναι η αλλαγή ενθαλπίας (απορροφάται ή απελευθερώνεται η θερμότητα)
* T είναι η θερμοκρασία στο Kelvin
* Το ΔS είναι η αλλαγή εντροπίας (αλλαγή στη διαταραχή)
* ενδοθερμικές αντιδράσεις και ΔG: Δεδομένου ότι οι ενδοθερμικές αντιδράσεις έχουν θετικό ΔH (απορροφούν θερμότητα), η τιμή ΔG μπορεί να είναι αρνητική μόνο εάν η αλλαγή εντροπίας (ΔS) είναι αρκετά μεγάλη και η θερμοκρασία είναι αρκετά υψηλή ώστε να ξεπεραστεί το θετικό ΔH.
Παραδείγματα ενδοθερμικών αντιδράσεων:
* πάγος τήξης: Απαιτεί θερμότητα για να σπάσει τους δεσμούς που συγκρατούν τα μόρια του νερού σε μια στερεά κατάσταση.
* φωτοσύνθεση: Τα φυτά απορροφούν το φως του ήλιου για να μετατρέψουν το διοξείδιο του άνθρακα και το νερό σε γλυκόζη και οξυγόνο.
Σημαντική σημείωση: Ενώ οι ενδοθερμικές αντιδράσεις γενικά δεν είναι αυθόρμητες υπό τυποποιημένες συνθήκες, μπορούν να συμβούν με την είσοδο επαρκούς ενέργειας. Αυτή η ενέργεια μπορεί να παρέχεται από:
* Θερμότητα: Η αύξηση της θερμοκρασίας μπορεί να παρέχει την ενέργεια ενεργοποίησης που απαιτείται για να ξεπεραστεί το ενεργειακό φράγμα.
* Άλλες μορφές ενέργειας: Το φως, η ηλεκτρική ενέργεια ή η μηχανική ενέργεια μπορεί επίσης να οδηγήσει σε ενδοθερμικές αντιδράσεις.
