Παράδειγμα εξωθερμικών αντιδράσεων

Η θερμοχημεία είναι το μέρος της χημείας που είναι υπεύθυνο για τη μελέτη της σχέσης μεταξύ χημικών αντιδράσεων και αλλαγών στη θερμοκρασία κατά τη διάρκεια των αντιδράσεων. Όταν αντιδρούν δύο ουσίες, η αντίδραση μπορεί να είναι ενδοθερμική ή εξώθερμη.

Οι ενδοθερμικές αντιδράσεις είναι αυτές που απορροφούν τη θερμότητα.

Εξωθερμικές αντιδράσεις είναι εκείνες στις οποίες ενώ αντιδρούν δύο ή περισσότερες ουσίες, απελευθερώνουν ενέργεια με τη μορφή θερμότητας. Μόλις ολοκληρωθεί η αντίδραση, το προκύπτον προϊόν ονομάζεται ενδοθερμικό σώμα, γιατί όταν πρέπει να αποσυντεθεί, είναι απαραίτητο να του παρέχεται θερμότητα.

Τα κύρια χαρακτηριστικά των ενδοθερμικών αντιδράσεων είναι τα ακόλουθα:

• Η αντίδραση απαιτεί μόνο καταλύτη ή σκανδάλη, μερικές φορές μπορεί επίσης να είναι αυθόρμητη.
• Μόλις αρχίσει η αντίδραση, διαχέεται σε μια αλυσίδα από τις αντιδραστικές ουσίες και δεν σταματά έως ότου τα εξαρτήματα αντιδράσουν πλήρως το ένα στο άλλο, χωρίς την ανάγκη ισχύος εξωτερικός.
• Οι προκύπτουσες ουσίες (ενδοθερμικά σώματα) είναι χημικά σταθερές ενώσεις, επομένως δεν αποσυντίθενται εύκολα.
instagram story viewer
• Για την αποσύνθεση ενδοθερμικών σωμάτων, είναι απαραίτητο να τους παρέχεται θερμότητα για να πραγματοποιηθεί η αποσύνθεση.
• Όταν ξεκινά η αντίδραση αποσύνθεσης, απαιτείται συνεχώς παροχή θερμότητας σε αυτήν, επειδή διακόπτοντας την παροχή, διακόπτεται η αποσύνθεση.

Παραδείγματα εξωθερμικών αντιδράσεων

Μία από τις εξωθερμικές αντιδράσεις που έχει δοκιμαστεί να εκμεταλλευτεί είναι ο σχηματισμός νερού. Υδρογόνο (Η₂) είναι ένα αέριο στοιχείο το οποίο, όταν εκτίθεται στον αέρα, πυροδοτείται. Αυτό συμβαίνει επειδή συνδυάζεται με οξυγόνο (O₂), παράγοντας μια εξωγενή αντίδραση, δηλαδή το υδρογόνο αντιδρά αυθόρμητα με οξυγόνο, παράγοντας νερό και εκπέμποντας θερμότητα:

2Η₂ + Ο₂ -> 2 Ω₂Ο + θερμότητα

Αυτό το χαρακτηριστικό του σχηματισμού νερού έχει χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία κινητήρων υδρογόνου, όπου η αντίδραση του Ο σχηματισμός νερού και η ενέργεια που εκπέμπεται χρησιμοποιείται για την κίνηση των εμβόλων ενός κινητήρα, έχοντας ως υπόλειμμα μόνο Νερό. Το μειονέκτημα αυτών των συστημάτων είναι ότι σε περίπτωση σύγκρουσης ή διαρροής, λόγω της ευφλεκτότητας του υδρογόνου, υπάρχει πολύ υψηλός κίνδυνος πυρκαγιάς ή έκρηξης.

Ένα άλλο παράδειγμα εξωθερμικής αντίδρασης είναι ο τερμίτης. Ο τερμίτης είναι ένα μείγμα πολύ λεπτής σκόνης αργιλίου και μερικών μεταλλικών οξειδίων, όπως το οξείδιο του χαλκού ή το οξείδιο του σιδήρου. Για να ξεκινήσει η αντίδραση, απαιτείται ανάφλεξη, συνήθως με μια ταινία μαγνησίου. Αυτό παρέχει την αρχική ενέργεια που διαδίδεται σε μια αλυσίδα σε όλο το μείγμα έως ότου τα συστατικά αντιδρούν πλήρως. Στην αντίδραση, το αλουμίνιο συνδυάζεται με το οξυγόνο του οξειδίου με το οποίο αναμιγνύεται, σχηματίζοντας οξείδιο του αργιλίου και απελευθερώνοντας το άλλο μέταλλο.

Πίστη₂Ή₃ + 2Al -> 2Al₂Ή₃ +2Fe + θερμότητα

Η αντίδραση είναι πολύ βίαιη και εκπέμπει πολλή ζέστη. Αυτό αναγκάζει το μέταλλο από το οποίο απελευθερώνεται το οξυγόνο (στο παράδειγμα, σίδηρος) να λιώσει. Αυτό το χαρακτηριστικό χρησιμοποιείται στη σιδηροδρομική βιομηχανία για τη συγκόλληση σιδηροτροχιών μόλις τοποθετηθούν ή αλλάξουν.