Bu müqayisə kimyəvi proseslər zamanı enerji mübadiləsindəki fundamental fərqləri araşdırır. Endotermik reaksiyalar kimyəvi əlaqələri qırmaq üçün ətraf mühitdən istilik enerjisini udursa, ekzotermik reaksiyalar yeni əlaqələr əmələ gəldikdə enerjini buraxır. Bu istilik dinamikasını anlamaq sənaye istehsalından bioloji metabolizmə və ətraf mühit elminə qədər müxtəlif sahələr üçün vacibdir.
Seçilmişlər
Endotermik reaksiyalar onların yaxın mühitində temperaturun düşməsinə səbəb olur.
Ekzotermik reaksiyalar yanğın və partlayışlarda görünən istilik və işığa görə məsuliyyət daşıyır.
Entalpiya işarəsi (ΔH) ikisini ayırd etməyin standart riyazi yoludur.
Ekzotermik proseslər maddələri daha yüksək sabitlik və daha aşağı potensial enerji vəziyyətinə keçirir.
Endotermik Reaksiya nədir?
Ətraf mühitdən istiliyi çəkərək davam edən kimyəvi bir proses.
Enerji axını: Ətraf mühitdən sistemə
Entalpiya Dəyişikliyi (ΔH): Müsbət (+)
Temperatur Təsiri: Ətraf mühit soyuyur
İstiqraz Dinamikası: İstiqrazları qırmaq üçün tələb olunan enerji sərbəst buraxılan enerjidən çoxdur
Ümumi Nümunə: Fotosintez
Ekzotermik Reaksiya nədir?
Ətraf mühitə istilik enerjisinin atılması ilə müşayiət olunan kimyəvi reaksiya.
Enerji axını: Sistemdən ətraf mühitə
Entalpiya Dəyişikliyi (ΔH): Mənfi (-)
Temperatur Təsiri: Ətraf ərazi qızır
İstiqraz Dinamikası: İstiqrazın əmələ gəlməsində sərbəst buraxılan enerji istifadə olunan enerjidən çoxdur
Ümumi Nümunə: Yanma
Müqayisə Cədvəli
Xüsusiyyət
Endotermik Reaksiya
Ekzotermik Reaksiya
Enerji istiqaməti
Sistemə hopmuşdur
Sistemdən azad edildi
Entalpiya (ΔH)
Müsbət (ΔH > 0)
Mənfi (ΔH < 0)
Ətraf Temperaturu
Azalır (soyuq hiss olunur)
Artır (istilik hiss olunur)
Potensial Enerji
Məhsullar reaktivlərdən daha yüksək enerjiyə malikdir
Məhsullar reaktivlərdən daha aşağı enerjiyə malikdir
Kortəbiilik
Çox vaxt aşağı temperaturda spontan deyil
Tez-tez spontan
Enerji mənbəyi
Xarici istilik, işıq və ya elektrik
Daxili kimyəvi potensial enerji
Sabitlik
Məhsullar ümumiyyətlə daha az sabitdir
Məhsullar ümumiyyətlə daha sabitdir
Ətraflı Müqayisə
İstilik Transferinin İstiqaməti
Əsas fərq molekulyar çevrilmə zamanı istiliyin harada hərəkət etməsindədir. Endotermik reaksiyalar istilik süngərləri kimi hərəkət edir, havadan və ya həlledicidən istiliyi kimyəvi bağlara çəkir və bu da qabın temperaturunun düşməsinə səbəb olur. Bunun əksinə olaraq, ekzotermik reaksiyalar qızdırıcılar kimi hərəkət edir və atomlar daha sabit, daha aşağı enerjili konfiqurasiyalara yerləşdikcə enerjini xaricə itələyir.
Entalpiya və Enerji Profilləri
Entalpiya sistemin ümumi istilik miqdarını təmsil edir. Endotermik prosesdə son məhsullar başlanğıc materiallara nisbətən daha çox saxlanılan kimyəvi enerji ehtiva edir və bu da entalpiyada müsbət dəyişiklik yaradır. Ekzotermik proseslər nəticəsində artıq enerji ətraf mühitə yayıldığı üçün reaktivlərə nisbətən daha az saxlanılan enerjiyə malik məhsullar əmələ gəlir və bu da mənfi entalpiya dəyərinə gətirib çıxarır.
İstiqrazın qırılması və istiqraz qoyulması
Hər bir kimyəvi reaksiya həm rabitələrin qırılmasını, həm də əmələ gəlməsini əhatə edir. Endotermik reaksiyalar, orijinal atomları bir-birindən ayırmaq üçün lazım olan enerjinin yeni rabitələr yarandıqda ayrılan enerjidən çox olduğu zaman baş verir. Ekzotermik reaksiyalar isə bunun əksidir; yeni, güclü rabitələrin əmələ gəlməsindən əldə edilən "mənfəət" o qədər yüksəkdir ki, köhnə rabitələrin qırılmasının xərcini ödəyir və istilik kimi ayrılmaq üçün əlavə enerji qoyur.
Aktivləşdirmə Enerjisi Tələbləri
Hər iki reaksiya növü başlamaq üçün aktivləşmə enerjisi kimi tanınan ilkin "təkan" tələb edir. Lakin, endotermik reaksiyalar adətən reaksiyanın irəliləməsini təmin etmək üçün daimi xarici enerji təchizatı tələb edir. Ekzotermik reaksiyalar başladıqdan sonra tez-tez özünü təmin edir, çünki ilk bir neçə reaksiya verən molekulun yaratdığı istilik qonşu molekullar üçün aktivləşmə enerjisini təmin edir.
Üstünlüklər və Eksikliklər
Endotermik
Üstünlüklər
+Enerji saxlamağa imkan verir
+Soyutma proseslərini idarə edir
+Mürəkkəb sintezi təmin edir
+İstilik vasitəsilə idarə oluna bilər
Saxlayıcı
−Daimi giriş tələb edir
−Çox vaxt daha yavaş dərəcələr
−Daha yüksək enerji xərcləri
−Termik həssaslıq
Ekzotermik
Üstünlüklər
+Özünü təmin edən enerji
+Yüksək reaksiya sürətləri
+İstilik üçün faydalıdır
+Gücləndirici mühərriklər/motorlar
Saxlayıcı
−Həddindən artıq istiləşmə riski
−Partlayıcı ola bilər
−Tullantı istiliyini buraxır
−Dayandırmaq çətindir
Yaygın yanlış anlaşılmalar
Əfsanə
Ekzotermik reaksiyaların başlaması üçün heç bir enerjiyə ehtiyac yoxdur.
Həqiqət
Benzinin yandırılması kimi yüksək ekzotermik reaksiyalar da daxil olmaqla, demək olar ki, bütün kimyəvi reaksiyalar, prosesin özünü təmin edə bilməsi üçün ilkin rabitələri qırmaq üçün ilkin aktivləşmə enerjisinin (qığılcım kimi) daxil edilməsini tələb edir.
Əfsanə
Endotermik reaksiyalar yalnız laboratoriyalarda baş verir.
Həqiqət
Endotermik proseslər təbiətdə hər yerdə baş verir. Fotosintez bitkilərin günəş enerjisini udaraq qlükoza yaratdığı və dərinizdən suyun buxarlanmasının sadə bir hərəkəti endotermik fiziki dəyişiklik olduğu kütləvi miqyaslı endotermik reaksiyadır.
Əfsanə
Əgər reaksiya işığı yayırsa, o, endotermik olmalıdır, çünki parıltı üçün enerjidən "istifadə edir".
Həqiqət
İşıq emissiyası əslində enerjinin ayrılmasının bir formasıdır. Buna görə də, alov və ya işıq (məsələn, parıltı çubuqları) yaradan reaksiyalar adətən ekzotermikdir, çünki onlar ətraf mühitə enerji yayırlar.
Əfsanə
Soyuq və isti paketlər eyni reaksiya növündən istifadə edərək işləyir.
Həqiqət
Onlar əks növlərdən istifadə edirlər. Ani soyuq paketlər zədənizdən istiliyi udmaq üçün endotermik reaksiya verən kimyəvi maddələr ehtiva edir, ani isti paketlər isə istilik yaratmaq üçün ekzotermik kristallaşma və ya oksidləşmədən istifadə edir.
Tez-tez verilən suallar
Endotermik reaksiya niyə toxunuşda soyuq hiss olunur?
Endotermik reaksiya soyuq hiss olunur, çünki kimyəvi prosesi aktivləşdirmək üçün əlinizdən istilik enerjisini aktiv şəkildə çıxarır. Dəriniz "ətraf mühitin" bir hissəsi olduğundan, reaksiya sisteminə istilik itkisi temperaturun düşməsi kimi qeydə alınır. Bu, əlinizə istilik vuraraq onu isti hiss etdirən ekzotermik reaksiyanın əksidir.
Fotosintez endotermik, yoxsa ekzotermik bir prosesdir?
Fotosintez klassik endotermik prosesdir. Karbon qazını və suyu qlükoza və oksigenə çevirmək üçün günəş işığından davamlı enerji təchizatı tələb olunur. Günəş fotonlarının udulması olmadan reaksiya davam edə bilməz, çünki məhsullar reaktivlərdən daha yüksək potensial enerjiyə malikdir.
Ekzotermik reaksiyanın entalpiyası nədir?
Ekzotermik reaksiyanın entalpiya dəyişikliyi (ΔH) həmişə mənfi olur. Bu riyazi qeyd sistemin ətraf mühitə istilik itirdiyini göstərir. Məhsulların entalpiyası reaktivlərdən daha az olduğundan, çıxma nəticəsi sıfırdan azdır.
Reaksiya həm endotermik, həm də ekzotermik ola bilərmi?
Tək bir kimyəvi mərhələ hər ikisi ola bilməz, lakin mürəkkəb reaksiyalar seriyası (mexanizm) hər iki mərhələni əhatə edə bilər. Lakin, ümumi proses xalis enerji dəyişikliyinə əsasən təsnif edilir. Əgər buraxılan ümumi enerji bütün mərhələlər boyunca udulan ümumi enerjidən çox olarsa, bütün proses ekzotermik hesab olunur.
Suyun donması ekzotermik, yoxsa endotermik bir prosesdir?
Donma ekzotermik bir prosesdir. Maye suyu bərk buza çevirmək üçün su molekulları kinetik enerjilərini ətraf mühitə ötürməlidirlər. Buzu "soyuq" ilə əlaqələndirsək də, suyun buza çevrilməsinin fiziki hərəkəti əslində ətraf mühitə az miqdarda istilik buraxır.
Aktivləşdirmə enerjisi ikisi arasında necə fərqlənir?
Aktivləşdirmə enerjisi reaksiyanın baş verməsi üçün dırmaşmaq lazım olan "təpə"dir. Ekzotermik reaksiyalarda təpə dırmaşır və sonra sistem başladığı yerdən daha aşağı enerji səviyyəsinə enir. Endotermik reaksiyalarda sistem təpəyə dırmaşır, lakin daha yüksək enerji səviyyəsində qalır və daimi "dırmaşma" enerjisi təchizatı tələb edir.
Ekzotermik reaksiyaların bəzi ümumi ev nümunələri hansılardır?
Məişətdə tez-tez rast gəlinən ekzotermik reaksiyalara kibrit yandırmaq, iki hissəli epoksi yapışqanının bərkiməsi və drenaj təmizləyicisinin (natrium hidroksid) su ilə reaksiyası daxildir. Hətta bədəninizdəki qida maddələr mübadiləsi də bədən temperaturunuzu 37°C-də saxlayan bir sıra ekzotermik reaksiyalardır.
Endotermik məhsullarda rabitə enerjisi niyə daha yüksəkdir?
Endotermik reaksiyada məhsullardakı kimyəvi rabitələr ümumiyyətlə reaktivlərdəki rabitələrdən daha zəif və ya daha az sabit olur. Güclü reaktiv rabitələrini qırmaq üçün məhsul rabitələrini yaratmaqla əldə edilən enerjidən daha çox enerji tələb olunduğundan, "əlavə" enerji məhsulların kimyəvi strukturunda saxlanılır.
Hökm
Ərimə, buxarlanma və ya fotosintez kimi enerjinin sərf olunmalı olduğu prosesləri təsvir edərkən endotermik modeli seçin. Enerjinin təbii olaraq ətraf mühitə atıldığı yanma, neytrallaşma və ya donma proseslərini təhlil edərkən ekzotermik modeli seçin.