דוגמה לתגובות אקסותרמיות

תרמו-כימיה היא החלק בכימיה שאחראי על חקר הקשר בין תגובות כימיות לשינויים בטמפרטורה במהלך התגובות. כששני חומרים מגיבים, התגובה יכולה להיות אנדותרמית או אקסותרמית.

תגובות אנדותרמיות הן אלו הסופגות חום.

תגובות אקסותרמיות הן התגובות בהן בזמן ששני חומרים או יותר מגיבים, הם משחררים אנרגיה בצורת חום. לאחר סיום התגובה, המוצר המתקבל נקרא גוף אנדותרמי, מכיוון שכאשר יש לפרק אותו, יש צורך לספק לו חום.

המאפיינים העיקריים של תגובות אנדותרמיות הם כדלקמן:

• התגובה דורשת רק זרז או טריגר, לפעמים זה יכול להיות גם ספונטני.
• ברגע שמתחילה התגובה, היא מפוזרת בשרשרת על ידי החומרים המגיבים ואינה נעצרת עד שהרכיבים הגיבו לחלוטין זה לזה, ללא צורך בכוח חיצוני.
• החומרים הנוצרים (גופים אנדותרמיים) הם תרכובות יציבות כימית, ולכן הם לא מתפרקים בקלות.
• כדי לפרק גופים אנדותרמיים, יש צורך לספק להם חום לפירוק.
• כאשר תגובת הפירוק מתחילה, היא דורשת כל הזמן לספק לה חום, מכיוון שעל ידי הפרעת האספקה, הפירוק מופרע.

דוגמאות לתגובות אקסותרמיות

אחת התגובות האקסותרמיות שניסו לנצל היא היווצרות מים. מימן (H₂) הוא יסוד גזי שכאשר הוא נחשף לאוויר, עולה באש. זה קורה מכיוון שהוא משלב עם חמצן (O

₂), מייצר תגובה אקסוגנית, כלומר מימן מגיב באופן ספונטני עם חמצן, מייצר מים ומפיץ חום:

2H₂ + O₂ -> 2 ח₂O + חום

מאפיין זה של היווצרות מים שימש ליצירת מנועי מימן, שם התגובה של היווצרות מים והאנרגיה שהם מפיצים משמשת להזזת בוכנות המנוע, שיש להן שאריות בלבד מים. החיסרון של מערכות אלה הוא שבמקרה של התרסקות או דליפה, בגלל דליקות של מימן, קיים סיכון גבוה מאוד לשריפה או פיצוץ.

דוגמה נוספת לתגובה אקסותרמית היא טרמיט. טרמיט הוא תערובת של אבקת אלומיניום דקה מאוד ותחמצן מתכתי כלשהו, ​​כמו תחמוצת נחושת או תחמוצת ברזל. כדי שתתחיל התגובה, יש צורך בהצתה, בדרך כלל עם רצועת מגנזיום. זה מספק את האנרגיה הראשונית המופצת בשרשרת בכל התערובת עד שהרכיבים מגיבים לחלוטין. בתגובה, אלומיניום משלב את החמצן של התחמוצת איתה הוא מעורב, ויוצר תחמוצת אלומיניום ומשחרר את המתכת השנייה.

אֱמוּנָה₂אוֹ₃ + 2Al -> 2Al₂אוֹ₃ + 2Fe + חום

התגובה אלימה מאוד ומוציאה הרבה חום. זה גורם למתכת ממנה משתחרר החמצן (בדוגמה, ברזל) להתמוסס. תכונה זו משמשת בתעשיית הרכבות לריתוך מסילות לאחר שהוצבו או שונו.