Всяка химическа реакция включва разкъсване на молекулярни връзки и евентуално образуване на нови връзки. Процесът, който разкъсва връзките, е този, който освобождава енергия и учените го наричат ексергоничен процес. От друга страна, образуването на нови връзки изисква влагане на енергия и учените наричат такъв процес ендергоничен. Енергията може да се освободи или абсорбира в много форми, включително светлина, електричество и топлина. Когато енергията се отделя като топлина, процесът е екзотермичен, а когато топлината се абсорбира, процесът е ендотермичен. Ендотермичната реакция е тази, която води до нетно понижаване на температурата, тъй като тя абсорбира топлината от околната среда и съхранява енергията в връзките, образувани в реакцията.
TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)
Ендотермичните реакции абсорбират енергия от околната среда и понижават температурата. Те са вид ендогенна реакция. В биологията анаболните процеси са примери за ендотермични реакции.
Уравнение за ендотермични реакции
Общото уравнение за ендотермични реакции е:
Реактиви + Топлинна енергия -> Продукти
Реакцията може да включва множество процеси и някои от тях могат да отделят топлина, но докато реакцията включва нетно намаляване на температурата, реакцията е ендотермична. Възможно е това да се случи, защото химическата реакция винаги протича по начин, който увеличава ентропията. За разлика от тях екзотермичните реакции са тези, които отделят топлина. Реакциите на окисление обикновено са екзотермични като изгаряне на труп.
Образуване на азотен оксид: Пример за ендотермична реакция, която се случва всеки ден в земната атмосфера, е комбинацията от молекулен кислород с молекулен азот за образуване на азотен оксид. Химиците знаят точно колко топлинна енергия е необходима, за да настъпи тази реакция. Балансираното уравнение за тази реакция е:
O2 + N2 + 180,5 KJ -> 2 NO
С думи, за да се случи тази реакция са необходими 180,5 килоджаула енергия и това също е хубаво нещо. В противен случай целият кислород в атмосферата отдавна би бил изразходван. Топлинната енергия за тази реакция често идва от автомобилните отработили газове.
Ендотермичните процеси не са всички реакции
Пример за ендотермичен процес, с който всички знаят, е изпотяването, процесът, при който тялото произвежда вода върху кожата като стратегия за охлаждане. Той работи, защото водата абсорбира енергията, когато променя състоянието си от течност в газ. Това е ендотермичен процес, но не е реакция, тъй като реакцията винаги включва разрушаване или образуване на химични връзки. От друга страна, изстискването на моментално студения пакет с лед води до ендотермична реакция. Химикал в опаковката реагира с вода, за да абсорбира енергия и замразява водата в лед.
Примери от биологията
По време на фотосинтезата растенията абсорбират въглероден диоксид от атмосферата и го превръщат в глюкоза и кислород. Процесът изисква енергия под формата на слънчева светлина и е по-ендогенен, отколкото ендотермичен. Уравнението за реакцията е:
6CO2 (въглероден диоксид) + 6Н2O (вода) + слънчева светлина -> C6З.12О6 (глюкоза) + O2 (кислород)
Редица ендотермични реакции са важни за метаболизма на бозайниците и хората. Много от тях се случват в клетките и когато се случат, учените ги наричат анаболни реакции, за разлика от катаболните реакции, които освобождават енергия. Някои от тези реакции включват:
- Аминокиселини, които се свързват, за да образуват пептиди.
- Малки захарни молекули, които се съединяват, образувайки дизахариди.
- Глицеролът реагира с мастни киселини, образувайки липиди.