Mis on endotermiline reaktsioon?

Mis tahes keemiline reaktsioon hõlmab molekulaarsete sidemete purunemist ja võimalike uute sidemete moodustumist. Sidemeid purustav protsess vabastab energiat ja teadlased nimetavad seda kui eksergoonilist protsessi. Teiselt poolt nõuab uute sidemete moodustumine energia sisestamist ja teadlased nimetavad sellist protsessi endergooniliseks. Energiat saab vabastada või neelata mitmel kujul, sealhulgas valgus, elekter ja soojus. Kui energia eraldub soojusena, on protsess eksotermiline ja soojuse neeldumisel on protsess endotermiline. Endotermiline reaktsioon on selline, mille tulemuseks on temperatuuri langus, kuna see neelab ümbritsevast soojust ja salvestab energiat reaktsioonis tekkinud sidemetesse.

TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)

Endotermilised reaktsioonid neelavad ümbritsevast energiat ja alandavad temperatuuri. Need on teatud tüüpi endogeensed reaktsioonid. Bioloogias on anaboolsed protsessid endotermiliste reaktsioonide näited.

Endotermiliste reaktsioonide üldvõrrand on:

Reagendid + soojusenergia -> tooted

Reaktsioon võib hõlmata mitut protsessi ja mõned neist võivad eraldada soojust, kuid seni, kuni reaktsioon hõlmab temperatuuri puhast langust, on reaktsioon endotermiline. See võib juhtuda, sest keemiline reaktsioon kulgeb alati entroopiat suurendaval viisil. Seevastu eksotermilised reaktsioonid on need, mis eraldavad soojust. Oksüdatsioonireaktsioonid on tavaliselt eksotermilised, näiteks palav palg.

Lämmastikoksiidi moodustumine: Maa atmosfääris iga päev toimuva endotermilise reaktsiooni näide on lämmastikoksiidi moodustamiseks molekulaarse hapniku ja molekulaarse lämmastikuga kombineerimine. Keemikud teavad täpselt, kui palju soojusenergiat selle reaktsiooni tekkimiseks kulub. Selle reaktsiooni tasakaalustatud võrrand on:

O2 + N2 + 180,5 KJ -> 2 NO

Sõnadega nõuab see reaktsiooni toimumiseks 180,5 kilodžauli energiat ja see on ka hea. Vastasel juhul oleks kogu atmosfääri hapnik juba ammu ära kasutatud. Selle reaktsiooni soojusenergia pärineb sageli auto heitgaasidest.

Näide endotermilisest protsessist, millega kõik teavad, on higistamine - protsess, mille käigus keha toodab nahale vett jahutusstrateegiana. See töötab seetõttu, et vesi neelab energiat, kui see muutub vedeliku olekust gaasiks. See on endotermiline protsess, kuid see pole reaktsioon, sest reaktsioon hõlmab alati keemiliste sidemete hävitamist või moodustumist. Teisalt tekitab koheselt külma jääkoti pressimine endotermilise reaktsiooni. Pakis olev kemikaal reageerib veega energia imendumiseks ja külmutab vee jääks.

Fotosünteesi ajal imavad taimed atmosfäärist süsinikdioksiidi ja muudavad selle glükoosiks ja hapnikuks. Protsess nõuab energiat päikesevalguse kujul ja on endogeensem kui endotermiline. Reaktsiooni võrrand on:

6CO₂ (süsinikdioksiid) + 6H₂O (vesi) + päikesevalgus -> C₆H₁₂O₆ (glükoos) + O₂ (hapnik)

Imetajate ja inimeste ainevahetuse jaoks on oluline mitmeid endotermilisi reaktsioone. Paljud neist esinevad rakkudes ja kui nad seda teevad, nimetavad teadlased neid anaboolseteks reaktsioonideks, erinevalt kataboolsetest reaktsioonidest, mis vabastavad energiat. Mõned neist reaktsioonidest hõlmavad järgmist:

• Aminohapped liituvad peptiidide moodustamiseks.
  
• Väikesed suhkrumolekulid, mis ühinevad, moodustades disahhariide.
  
• Glütserool reageerib rasvhapetega lipiidide saamiseks.