ตัวอย่างปฏิกิริยาคายความร้อน

เทอร์โมเคมีเป็นส่วนหนึ่งของวิชาเคมีที่รับผิดชอบการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างปฏิกิริยาเคมีกับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิระหว่างปฏิกิริยา เมื่อสารสองชนิดทำปฏิกิริยา ปฏิกิริยาสามารถดูดความร้อนหรือคายความร้อนได้

ปฏิกิริยาดูดความร้อนคือปฏิกิริยาที่ดูดซับความร้อน

ปฏิกิริยาคายความร้อนคือสิ่งที่ในขณะที่สารสองชนิดหรือมากกว่าทำปฏิกิริยา แต่จะปล่อยพลังงานออกมาในรูปของความร้อน เมื่อปฏิกิริยาเสร็จสิ้น ผลิตภัณฑ์ที่ได้จะเรียกว่าร่างกายดูดความร้อน เพราะเมื่อต้องย่อยสลายมันจำเป็นต้องให้ความร้อนแก่มัน

ลักษณะสำคัญของปฏิกิริยาดูดความร้อนมีดังต่อไปนี้:

• ปฏิกิริยาต้องการเพียงตัวเร่งปฏิกิริยาหรือตัวกระตุ้น บางครั้งก็สามารถเกิดขึ้นเองได้
• เมื่อปฏิกิริยาเริ่มต้นขึ้น สารปฏิกิริยาจะกระจายไปในสายโซ่และไม่หยุด จนกว่าส่วนประกอบจะมีปฏิกิริยาต่อกันอย่างเต็มที่โดยไม่ต้องใช้กำลัง ภายนอก.
• สารที่ได้ (ตัวดูดความร้อน) เป็นสารประกอบที่มีความเสถียรทางเคมี จึงไม่ย่อยสลายได้ง่าย
• ในการย่อยสลายร่างกายดูดความร้อนจำเป็นต้องให้ความร้อนแก่ร่างกายเพื่อให้การสลายตัวเกิดขึ้น
• เมื่อปฏิกิริยาการสลายตัวเริ่มต้นขึ้น จะต้องมีการจ่ายความร้อนอย่างต่อเนื่อง เพราะการรบกวนการจ่ายไฟ การสลายตัวจะถูกขัดจังหวะ

ตัวอย่างปฏิกิริยาคายความร้อน

ปฏิกิริยาคายความร้อนอย่างหนึ่งที่พยายามใช้ประโยชน์จากคือการเกิดน้ำ ไฮโดรเจน (H₂) เป็นธาตุก๊าซที่เมื่อสัมผัสกับอากาศจะติดไฟได้ สิ่งนี้เกิดขึ้นเพราะมันรวมเข้ากับออกซิเจน (O₂) ทำให้เกิดปฏิกิริยาจากภายนอก กล่าวคือ ไฮโดรเจนทำปฏิกิริยาตามธรรมชาติกับออกซิเจน ทำให้เกิดน้ำและปล่อยความร้อน:

2H₂ + โอ₂ -> 2 ชั่วโมง₂O + ความร้อน

ลักษณะของการก่อตัวของน้ำนี้ถูกใช้เพื่อสร้างเครื่องยนต์ไฮโดรเจนซึ่งปฏิกิริยาของ การก่อตัวของน้ำและพลังงานที่ปล่อยออกมานั้นใช้ในการเคลื่อนลูกสูบของเครื่องยนต์โดยเหลือเพียงเศษซากเท่านั้น น้ำ. ข้อเสียของระบบเหล่านี้คือในกรณีที่เกิดการชนหรือรั่ว เนื่องจากการติดไฟของไฮโดรเจน มีความเสี่ยงสูงที่จะเกิดไฟไหม้หรือการระเบิด

อีกตัวอย่างหนึ่งของปฏิกิริยาคายความร้อนคือปลวก ปลวกเป็นส่วนผสมของผงอะลูมิเนียมชั้นดีกับโลหะออกไซด์บางชนิด เช่น คอปเปอร์ออกไซด์หรือเหล็กออกไซด์ เพื่อให้ปฏิกิริยาเริ่มต้นขึ้น จำเป็นต้องมีการจุดไฟ โดยปกติแล้วจะใช้แถบแมกนีเซียม สิ่งนี้ให้พลังงานเริ่มต้นที่แพร่กระจายในห่วงโซ่ตลอดทั้งส่วนผสมจนกว่าส่วนประกอบจะทำปฏิกิริยาอย่างสมบูรณ์ ในปฏิกิริยา อะลูมิเนียมจะรวมตัวกับออกซิเจนของออกไซด์ที่ผสมเข้าด้วยกัน ทำให้เกิดอะลูมิเนียมออกไซด์และปล่อยโลหะอื่นออกมา

ศรัทธา₂หรือ₃ + 2Al -> 2Al₂หรือ₃ + 2Fe + ความร้อน

ปฏิกิริยานั้นรุนแรงมากและทำให้เกิดความร้อนขึ้นมาก ทำให้โลหะที่ออกซิเจนถูกปล่อยออกมา (ในตัวอย่าง เหล็ก) หลอมละลาย คุณลักษณะนี้ใช้ในอุตสาหกรรมรางเพื่อเชื่อมรางเมื่อวางหรือเปลี่ยนแปลงแล้ว