Τι συμβαίνει με την ενέργεια κατά τη διάρκεια μιας χημικής αντίδρασης;
Βασικές έννοιες
* Η ενέργεια διατηρείται: Η συνολική ποσότητα ενέργειας σε ένα κλειστό σύστημα παραμένει σταθερή. Μπορεί να μετατραπεί από τη μία μορφή σε άλλη, αλλά ποτέ δεν δημιουργήθηκε ή καταστραφεί.
* Εξοθερμικές αντιδράσεις: Απελευθερώστε ενέργεια στο περιβάλλον, συνήθως ως θερμότητα. Τα προϊόντα έχουν λιγότερη ενέργεια από τα αντιδραστήρια. Σκεφτείτε μια καυτή φωτιά που απελευθερώνει θερμότητα.
* ενδοθερμικές αντιδράσεις: Απορροφήστε ενέργεια από το περιβάλλον, συχνά απαιτώντας θερμότητα να προχωρήσει. Τα προϊόντα έχουν περισσότερη ενέργεια από τα αντιδραστήρια. Σκεφτείτε ένα κρύο πακέτο που απορροφά τη θερμότητα από το χέρι σας.
Τι συμβαίνει με την ενέργεια:
1. Απαιτείται ενέργεια για να σπάσει τους δεσμούς μεταξύ των ατόμων στα αντιδραστήρια. Αυτό ονομάζεται Bond Breaking Energy .
2. Δημιουργία νέων ομολόγων: Όταν σχηματίζονται νέα ομόλογα στα προϊόντα, απελευθερώνεται ενέργεια. Αυτό ονομάζεται σχηματισμός δεσμών ενέργεια .
Αλλαγές ενέργειας:
* Εξοθερμικές αντιδράσεις: Η ενέργεια σχηματισμού ομολόγων είναι μεγαλύτερη από την ενέργεια θραύσης των δεσμών. Η καθαρή αλλαγή είναι η απελευθέρωση ενέργειας (συχνά ως θερμότητα).
* ενδοθερμικές αντιδράσεις: Η ενέργεια θραύσης των δεσμών είναι μεγαλύτερη από την ενέργεια σχηματισμού δεσμών. Η καθαρή αλλαγή είναι η απορρόφηση της ενέργειας.
Παράγοντες που επηρεάζουν τις ενεργειακές αλλαγές:
* Τύπος δεσμών: Οι ισχυρότεροι δεσμοί απαιτούν περισσότερη ενέργεια για να σπάσει και να απελευθερώσει περισσότερη ενέργεια όταν σχηματίζεται.
* Αριθμός ομολόγων: Περισσότεροι δεσμοί γενικά σημαίνουν ότι εμπλέκεται περισσότερη ενέργεια.
* συνθήκες αντίδρασης: Η θερμοκρασία, η πίεση και η παρουσία καταλυτών μπορούν να επηρεάσουν όλες τις αλλαγές ενέργειας.
Παράδειγμα:
Εξετάστε την καύση του μεθανίου (CH4) στο οξυγόνο (O2):
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O + ΘΕΡΜΑ
* Bond Breaking: Απαιτείται ενέργεια για να σπάσει τους δεσμούς σε μεθάνιο και οξυγόνο.
* σχηματισμός δεσμών: Η ενέργεια απελευθερώνεται όταν σχηματίζονται νέοι δεσμοί σε διοξείδιο του άνθρακα και νερό.
* Καθαρή αλλαγή: Δεδομένου ότι η περισσότερη ενέργεια απελευθερώνεται στη διαμόρφωση νέων δεσμών από ό, τι απαιτείται για να σπάσει τα παλιά, η αντίδραση είναι εξωθερμική και απελευθερώνει θερμότητα.
Συνοπτικά
Οι χημικές αντιδράσεις περιλαμβάνουν αλλαγές ενέργειας. Η συνολική μεταβολή της ενέργειας καθορίζεται από τη διαφορά μεταξύ της ενέργειας που απαιτείται για τη διάσπαση των δεσμών και της ενέργειας που απελευθερώνεται όταν σχηματίζονται νέα ομόλογα. Οι εξωθερμικές αντιδράσεις απελευθερώνουν ενέργεια, ενώ οι ενδοθερμικές αντιδράσεις απορροφούν την ενέργεια.
