- ปฏิกิริยาคายความร้อนคืออะไร?
- ความแตกต่างระหว่างปฏิกิริยาคายความร้อนและปฏิกิริยาดูดความร้อน
- ตัวอย่างปฏิกิริยาคายความร้อน
เราอธิบายว่าปฏิกิริยาคายความร้อนคืออะไรและแตกต่างอย่างไรกับปฏิกิริยาดูดความร้อน ตัวอย่างของปฏิกิริยาเคมีนี้ด้วย
ปฏิกิริยาคายความร้อนคืออะไร?
ปฏิกิริยาคายความร้อนคือปฏิกิริยาที่เมื่อมันเกิดขึ้นจะปล่อยพลังงานออกมาในรูปของ ความร้อน หรือ แสงสว่าง ไปที่ สิ่งแวดล้อม. เมื่อเกิดปฏิกิริยาประเภทนี้ ผลิตภัณฑ์ที่ได้รับจะมีพลังงานต่ำกว่าตัวทำปฏิกิริยาตั้งต้น
เอนทาลปีเป็นปริมาณที่กำหนดการไหลของ พลังงานความร้อน ในกระบวนการทางเคมีที่เกิดขึ้นที่ ความดัน คงที่. นอกจากนี้ ขนาดนี้แสดงถึงการแลกเปลี่ยนของ พลังงาน ระหว่างระบบเทอร์โมไดนามิกส์กับสิ่งแวดล้อม ความแปรผันของขนาดนี้ (ΔH) ในปฏิกิริยาเคมีใช้เพื่อจำแนกเป็นดูดความร้อนหรือคายความร้อน
ΔH> 0 ปฏิกิริยาดูดความร้อน
ΔH <0 ปฏิกิริยาคายความร้อน
ปฏิกิริยาคายความร้อนมีความสำคัญมากในวิทยาศาสตร์ชีวเคมี โดยปฏิกิริยาในลักษณะนี้ สิ่งมีชีวิต สิ่งมีชีวิตได้รับพลังงานที่จำเป็นเพื่อรักษา ชีวิต ในกระบวนการที่เรียกว่าเมตาบอลิซึม
ปฏิกิริยาคายความร้อนส่วนใหญ่เกิดจากปฏิกิริยาออกซิเดชัน และเมื่อมีความรุนแรงมาก ก็สามารถสร้างไฟได้ เช่นเดียวกับใน การเผาไหม้. ตัวอย่างอื่นๆ ของปฏิกิริยาเหล่านี้คือการเปลี่ยนผ่านของ วัตถุ ของ สถานะของการรวมตัว ไปสู่พลังงานอื่นที่ต่ำกว่า เช่น ก๊าซเป็นของเหลว (การควบแน่น) หรือจากของเหลวเป็นของแข็ง (การแข็งตัว).
อันที่จริง ปฏิกิริยาคายความร้อนจำนวนมากเป็นอันตรายต่อ สุขภาพ เพราะพลังงานที่ปล่อยออกมากระทันหันและไม่สามารถควบคุมได้ ซึ่งอาจทำให้เกิดการไหม้หรือความเสียหายอื่นๆ ต่อ สิ่งมีชีวิต.
ความแตกต่างระหว่างปฏิกิริยาคายความร้อนและปฏิกิริยาดูดความร้อน
ทั้งหมด ปฏิกิริยาเคมี พลังงานถูกอนุรักษ์ไว้ นี่ถือเป็น กฎหมายอนุรักษ์พลังงาน: พลังงานไม่ได้สร้างหรือทำลาย มีแต่เปลี่ยนรูปเท่านั้น
ในปฏิกิริยาดูดความร้อน พลังงานจะถูกดูดซับเพื่อเปลี่ยนสารตั้งต้นเป็นผลิตภัณฑ์ ในปฏิกิริยาประเภทนี้พันธะของ โมเลกุล ที่ประกอบเป็นสารตั้งต้นจะแตกตัวเป็นส่วนประกอบใหม่ กระบวนการทำลายพันธะนี้ต้องใช้พลังงานที่เป็นปัญหา ตัวอย่างนี้คือกระบวนการอิเล็กโทรลิซิสของ น้ำ, จัดจำหน่ายที่ไหน พลังงานไฟฟ้า เพื่อให้โมเลกุลของน้ำแตกตัวและแปลงเป็นองค์ประกอบที่เป็นส่วนประกอบ
ในทางกลับกัน ในปฏิกิริยาคายความร้อน สารตั้งต้นจะปลดปล่อย พลังงานเคมี อยู่ในพันธะที่ประกอบเป็นโมเลกุล พลังงานที่ปล่อยออกมาสามารถอยู่ในรูปของความร้อนหรือแสง
ตัวอย่างปฏิกิริยาคายความร้อน
การเกิดออกซิเดชันของกลูโคสเป็นปฏิกิริยาคายความร้อน
ปฏิกิริยาคายความร้อนบางอย่างที่ทราบคือ:
- การเผาไหม้. มันเป็นปฏิกิริยาของ ออกซิเดชัน ที่เกิดขึ้นอย่างรวดเร็วระหว่างวัสดุที่เรียกว่าเชื้อเพลิงและออกซิเจน เชื้อเพลิงประกอบด้วยคาร์บอน ไฮโดรเจน และกำมะถันในบางกรณี ตัวอย่างของเชื้อเพลิง ได้แก่ ก๊าซมีเทน น้ำมันเบนซิน และ ก๊าซธรรมชาติ. ปฏิกิริยานี้จะปล่อยความร้อนออกมาเป็นจำนวนมาก ซึ่งอาจทำให้เกิดไฟไหม้ได้
- การเกิดออกซิเดชันของกลูโคส นี่คือปฏิกิริยาที่เราทำ สัตว์ เพื่อให้ได้พลังงานเมแทบอลิซึม: เราใช้ออกซิเจนจาก การหายใจ และเราใช้มันเพื่อทำให้น้ำตาลออกซิไดซ์ ทำลายโมเลกุลกลูโคสให้เป็นโมเลกุลที่ง่ายกว่า (ไกลโคไลซิส) และรับเป็นรางวัลโมเลกุลของ ATP,อุดมไปด้วยพลังงานเคมี
- ส่วนผสมของโพแทสเซียมและ น้ำ. โพแทสเซียมเป็นสารดูดความชื้นที่มีประสิทธิภาพ ซึ่งเมื่อผสมกับน้ำ จะปล่อยไฮโดรเจนและพลังงานจำนวนมหาศาลออกมาในการระเบิด สิ่งนี้เกิดขึ้นกับโลหะอัลคาไลทั้งหมด แม้ว่าจะไม่ได้ปล่อยพลังงานออกมาเท่ากันเสมอไป
- การก่อตัวของแอมโมเนีย ในการสร้างแอมโมเนีย (NH3) ไนโตรเจน (N2) และไฮโดรเจน (H2) จะทำปฏิกิริยา ซึ่งหมายความว่าได้โมเลกุลที่มีพลังงานน้อยกว่าโมเลกุลที่ทำปฏิกิริยา ความแตกต่างของพลังงานนั้นจะต้องถูกปลดปล่อยออกมา และมันจะเกิดขึ้นเมื่อเพิ่มขึ้นใน อุณหภูมิ (ความร้อน).