Οποιαδήποτε χημική αντίδραση περιλαμβάνει τη διάσπαση των μοριακών δεσμών και τον πιθανό σχηματισμό νέων δεσμών. Μια διαδικασία που σπάει τους δεσμούς είναι αυτή που απελευθερώνει ενέργεια, και οι επιστήμονες το αναφέρουν ως μια εξεργική διαδικασία. Από την άλλη πλευρά, ο σχηματισμός νέων δεσμών απαιτεί εισροή ενέργειας, και οι επιστήμονες αναφέρονται σε μια τέτοια διαδικασία ως εντερική. Η ενέργεια μπορεί να απελευθερωθεί ή να απορροφηθεί σε πολλές μορφές, όπως φως, ηλεκτρισμός και θερμότητα. Όταν η ενέργεια απελευθερώνεται ως θερμότητα, η διαδικασία είναι εξώθερμη και όταν η θερμότητα απορροφάται, η διαδικασία είναι ενδοθερμική. Μια ενδοθερμική αντίδραση είναι αυτή που οδηγεί σε καθαρή μείωση της θερμοκρασίας επειδή απορροφά θερμότητα από το περιβάλλον και αποθηκεύει την ενέργεια στους δεσμούς που σχηματίζονται στην αντίδραση.
TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)
Οι ενδοθερμικές αντιδράσεις απορροφούν ενέργεια από το περιβάλλον και μειώνουν τη θερμοκρασία. Είναι ένας τύπος ενδογενούς αντίδρασης. Στη βιολογία, οι αναβολικές διεργασίες είναι παραδείγματα ενδοθερμικών αντιδράσεων.
Εξίσωση για ενδοθερμικές αντιδράσεις
Η γενική εξίσωση για ενδοθερμικές αντιδράσεις είναι:
Αντιδραστήρια + Θερμική Ενέργεια -> Προϊόντα
Μια αντίδραση μπορεί να περιλαμβάνει πολλαπλές διεργασίες και μερικές από αυτές μπορεί να απελευθερώνουν θερμότητα, αλλά όσο η αντίδραση περιλαμβάνει καθαρή μείωση της θερμοκρασίας, η αντίδραση είναι ενδοθερμική. Είναι πιθανό να συμβεί αυτό επειδή μια χημική αντίδραση προχωρά πάντα με τρόπο που αυξάνει την εντροπία. Αντίθετα, οι εξώθερμες αντιδράσεις είναι αυτές που απελευθερώνουν θερμότητα. Οι αντιδράσεις οξείδωσης είναι συνήθως εξωθερμικές, όπως ένα καύσιμο.
Σχηματισμός νιτρικού οξειδίου: Ένα παράδειγμα ενδοθερμικής αντίδρασης που συμβαίνει καθημερινά στην ατμόσφαιρα της Γης είναι ο συνδυασμός μοριακού οξυγόνου με μοριακό άζωτο για σχηματισμό νιτρικού οξειδίου. Οι χημικοί γνωρίζουν ακριβώς πόση θερμική ενέργεια χρειάζεται για να συμβεί αυτή η αντίδραση. Η ισορροπημένη εξίσωση για αυτήν την αντίδραση είναι:
O2 + N2 + 180,5 KJ -> 2 ΟΧΙ
Με άλλα λόγια, απαιτεί 180,5 κιλά ενέργειας για να πραγματοποιηθεί αυτή η αντίδραση και είναι επίσης καλό. Διαφορετικά, όλο το οξυγόνο στην ατμόσφαιρα θα είχε εξαντληθεί εδώ και πολύ καιρό. Η θερμική ενέργεια για αυτήν την αντίδραση προέρχεται συχνά από εξάτμιση αυτοκινήτου.
Οι ενδοθερμικές διαδικασίες δεν είναι όλες οι αντιδράσεις
Ένα παράδειγμα ενδοθερμικής διαδικασίας με την οποία όλοι γνωρίζουν είναι εφίδρωση, η διαδικασία με την οποία το σώμα παράγει νερό στο δέρμα ως στρατηγική ψύξης. Λειτουργεί επειδή το νερό απορροφά ενέργεια όταν αλλάζει κατάσταση από υγρό σε αέριο. Αυτή είναι μια ενδοθερμική διαδικασία, αλλά δεν είναι μια αντίδραση, γιατί μια αντίδραση συνεπάγεται πάντα την καταστροφή ή το σχηματισμό χημικών δεσμών. Από την άλλη πλευρά, η συμπίεση ενός παγωμένου παγωμένου πάγου παράγει μια ενδοθερμική αντίδραση. Μια χημική ουσία στη συσκευασία αντιδρά με νερό για να απορροφήσει ενέργεια και παγώνει το νερό σε πάγο.
Παραδείγματα από τη Βιολογία
Κατά τη φωτοσύνθεση, τα φυτά απορροφούν διοξείδιο του άνθρακα από την ατμόσφαιρα και το μετατρέπουν σε γλυκόζη και οξυγόνο. Η διαδικασία απαιτεί ενέργεια με τη μορφή ηλιακού φωτός και είναι πιο ενδογενής από ότι είναι ενδοθερμική. Η εξίσωση για την αντίδραση είναι:
6CO2 (διοξείδιο του άνθρακα) + 6Η2O (νερό) + ηλιακό φως -> C6Η12Ο6 (γλυκόζη) + Ο2 (οξυγόνο)
Ορισμένες ενδοθερμικές αντιδράσεις είναι σημαντικές για το μεταβολισμό των θηλαστικών και των ανθρώπων. Πολλά από αυτά συμβαίνουν μέσα στα κύτταρα, και όταν συμβαίνουν, οι επιστήμονες τα αποκαλούν αναβολικές αντιδράσεις, σε αντίθεση με τις καταβολικές αντιδράσεις, οι οποίες απελευθερώνουν ενέργεια. Μερικές από αυτές τις αντιδράσεις περιλαμβάνουν:
- Τα αμινοξέα ενώνουν μαζί για να σχηματίσουν πεπτίδια.
- Μικρά μόρια σακχάρου που ενώνονται για να σχηματίσουν δισακχαρίτες.
- Η γλυκερόλη αντιδρά με λιπαρά οξέα για την παραγωγή λιπιδίων.