Enhver kemisk reaktion involverer nedbrydning af molekylære bindinger og mulig dannelse af nye bindinger. En proces, der bryder bånd, er en, der frigiver energi, og forskere henviser til den som en exergonisk proces. På den anden side kræver dannelsen af nye obligationer et input af energi, og forskere henviser til en sådan proces som endergonic. Energi kan frigives eller absorberes i mange former, herunder lys, elektricitet og varme. Når energi frigives som varme, er processen eksoterm, og når varmen absorberes, er processen endoterm. En endoterm reaktion er en, der resulterer i et nettofald i temperatur, fordi den absorberer varme fra omgivelserne og lagrer energien i de bindinger, der dannes i reaktionen.
TL; DR (for lang; Har ikke læst)
Endotermiske reaktioner absorberer energi fra omgivelserne og sænker temperaturen. De er en type endogen reaktion. I biologi er anabolske processer eksempler på endotermiske reaktioner.
Ligning for endotermiske reaktioner
Den generelle ligning for endotermiske reaktioner er:
Reaktanter + varmeenergi -> Produkter
En reaktion kan involvere flere processer, og nogle af disse kan frigive varme, men så længe en reaktion involverer en nettoreduktion i temperatur, er reaktionen endoterm. Det er muligt for dette at ske, fordi en kemisk reaktion altid forløber på en måde, der øger entropi. I modsætning hertil er eksoterme reaktioner de, der frigiver varme. Oxidationsreaktioner er normalt eksoterme såsom en brændende log.
Dannelse af nitrogenoxid: Et eksempel på en endoterm reaktion, der finder sted hver dag i jordens atmosfære, er kombinationen af molekylært ilt og molekylært nitrogen til dannelse af nitrogenoxid. Kemikere ved nøjagtigt, hvor meget varmeenergi det tager for denne reaktion at forekomme. Den afbalancerede ligning for denne reaktion er:
O2 + N2 + 180,5 KJ -> 2 NO
Med ord kræver det 180,5 kilojoules energi for at få denne reaktion til at ske, og det er også en god ting. Ellers ville alt ilt i atmosfæren være brugt op for længe siden. Varmeenergien til denne reaktion kommer ofte fra biludstødning.
Endotermiske processer er ikke alle reaktioner
Et eksempel på en endoterm proces, som alle ved, sveder, den proces, hvormed kroppen producerer vand på huden som en afkølingsstrategi. Det fungerer, fordi vand absorberer energi, når det skifter tilstand fra en væske til en gas. Dette er en endoterm proces, men det er ikke en reaktion, fordi en reaktion altid involverer ødelæggelse eller dannelse af kemiske bindinger. På den anden side giver klemning af en øjeblikkelig kold ispose en endoterm reaktion. Et kemikalie i pakken reagerer med vand for at absorbere energi og fryser vandet ned i is.
Eksempler fra biologi
Under fotosyntese absorberer planter kuldioxid fra atmosfæren og gør det til glukose og ilt. Processen kræver energi i form af sollys og er mere endogen end endoterm. Ligningen for reaktionen er:
6CO2 (kuldioxid) + 6H2O (vand) + sollys -> C6H12O6 (glucose) + O2 (ilt)
En række endotermiske reaktioner er vigtige for metabolismen af pattedyr og mennesker. Mange af disse forekommer inde i celler, og når de gør det, kalder forskere dem anabolske reaktioner i modsætning til katabolske reaktioner, som frigiver energi. Nogle af disse reaktioner inkluderer:
- Aminosyrer, der forbinder hinanden til dannelse af peptider.
- Små sukkermolekyler, der forbinder til dannelse af disaccharider.
- Glycerol reagerer med fedtsyrer til dannelse af lipider.