Miksi endotermiset reaktiot tapahtuvat? + Esimerkki

On kaksi syytä:

1. koska reaktio tuottaa tuotteita, joilla on korkeampi häiriö (esim. nestemäiset <liuokset <kaasumaiset aineet, ovat epäsäännöllisempiä kuin kiinteät aineet) ja / tai tapauksissa, joissa tuotteiden moolien määrä on suurempi kuin reagenssien moolien määrä (esimerkki: hajoamisreaktiot).

2. koska järjestelmä on auki, ts. jotkut tuotteet vähennetään fysikaalisesti ja peruuttamattomasti reaktiojärjestelmästä (esim. saostumien, kompleksien, peräkkäisten reaktioiden muodossa, joissa tasapainoa ei saavuteta, kuten elävissä järjestelmissä jne.)

Pisteestä 1 on syytä tietää, että taipumus muodostaa kaikkein vakaimpia (energisesti) järjestelmiä, kuten esiintyy eksotermisissä reaktioissa, mitattuna negatiivisella entalpian vaihtelulla, ei ole ainoa kemiallisten reaktioiden spontaanisuuden liikkeellepaneva voima. Toinen tärkeä liikkeellepaneva voima on taipumus tuottaa enemmän häiriöttömiä järjestelmiä, joissa häiriön kasvu tai todennäköisyyden lisääntyminen mitataan Entropy-muunnoksella, joka on kerrottuna T: llä (T = absoluuttinen lämpötila). Spontaanien endotermisten reaktioiden osalta Entropy-termi vallitsee entalpian termistä.

Tätä tilannetta on helpompi ymmärtää joidenkin tavallisten fyysisten muutosten myötä, koska haihtuminen suljetussa pullossa: pisara alkoholia tai eetteriä haihtuu spontaanisti, vaikka haihdutus vähentäisi energian (endoterminen), koska höyryfaasin molekyylit ovat paljon entropiaa (sama häiriö) samoista molekyyleistä nestefaasissa.

Tavallisten suolojen liuottaminen veteen, kuten KCl, on usein spontaani ja endoterminen prosessi, koska liuos on paljon epäjohdonmukaisempi kuin kristalli + erillinen vesi, jolloin prosessi ei hidasta energiaa (ioni-vesisidoksista) huolimatta alhaisempi kuin ioninen ristikkoenergia (energia, joka kulutetaan erottamaan kide-ionit), jolloin koko prosessi endoterminen.

Pisteestä 2. Le Chatelier -tasapainolaki, jossa todetaan, että tuotteen vähentäminen tasapainotilasta, järjestelmä reagoi toistamaan uuden tasapainotilan, ja tämä tarkoittaa, että uudet reagenssit muunnetaan vähennetyn tuotteen palauttamiseksi. Tämä tasapainotilan palautuminen epätasapainon jälkeen tapahtuu itsenäisesti reaktion eksotermisen tai endotermisen luonteen mukaan. Siten avoimessa järjestelmässä, jossa yksi tasapainotuotteista jatkuvasti erottuu, reaktio etenee jatkuvasti, kunnes yksi reagensseista päättyy, vaikka reaktio olisi endoterminen ja jos entropian termi on epäedullinen.

Joskus syyt 1 ja 2 yhdistetään, kun esimerkiksi reaktio tuottaa kaasun avoimessa astiassa, kuten tässä hyvin tunnetussa ja hämmästyttävässä reaktiossa, jossa valmistetaan kaasumainen ammoniakki, nestemäinen liuos ja enemmän mooleja tuotteita:

Toivon, että sinulla on täydellinen ymmärrys ja perehtyminen endotermisten reaktioiden muutoksiin.