Mikä on endoterminen reaktio?

Kaikki kemialliset reaktiot sisältävät molekyylisidosten katkeamisen ja mahdollisten uusien sidosten muodostumisen. Sidoksia rikkova prosessi vapauttaa energiaa, ja tutkijat kutsuvat sitä exergonic-prosessiksi. Toisaalta uusien sidosten muodostuminen vaatii energian syöttöä, ja tutkijat viittaavat tällaiseen prosessiin endergonisena. Energiaa voidaan vapauttaa tai absorboida monessa muodossa, mukaan lukien valo, sähkö ja lämpö. Kun energia vapautuu lämpönä, prosessi on eksoterminen, ja kun lämpö imeytyy, prosessi on endoterminen. Endoterminen reaktio johtaa nettolämpötilan laskuun, koska se absorboi lämpöä ympäristöstä ja varastoi energian reaktiossa muodostuneisiin sidoksiin.

TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)

Endotermiset reaktiot imevät ympäristöstä energiaa ja laskevat lämpötilaa. Ne ovat eräänlainen endogeeninen reaktio. Biologiassa anaboliset prosessit ovat esimerkkejä endotermisistä reaktioista.

Endotermisten reaktioiden yleinen yhtälö on:

Reagenssit + lämpöenergia -> Tuotteet

Reaktio voi käsittää useita prosesseja, ja jotkut niistä voivat vapauttaa lämpöä, mutta niin kauan kuin reaktioon liittyy lämpötilan aleneminen, reaktio on endoterminen. Tämä on mahdollista, koska kemiallinen reaktio etenee aina tavalla, joka lisää entropiaa. Sitä vastoin eksotermiset reaktiot ovat sellaisia, jotka vapauttavat lämpöä. Hapetusreaktiot ovat yleensä eksotermisiä, kuten palava tukki.

Typpioksidin muodostuminen: Esimerkki maapallon ilmakehässä päivittäin tapahtuvasta endotermisestä reaktiosta on molekyylihapen ja molekyylitypen yhdistelmä typpioksidin muodostamiseksi. Kemistit tietävät tarkalleen, kuinka paljon lämpöenergiaa tarvitaan tämän reaktion tapahtumiseen. Tämän reaktion tasapainoinen yhtälö on:

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

Sanalla sanoen se vaatii 180,5 kilojoulea energiaa tämän reaktion toteuttamiseksi, ja se on myös hyvä asia. Muuten kaikki ilmakehän happi olisi käytetty jo kauan sitten. Lämpöenergia tälle reaktiolle tulee usein auton pakokaasusta.

Esimerkki endotermisestä prosessista, jonka kaikki tietävät, on hikoilu, prosessi, jolla keho tuottaa vettä iholle jäähdytysstrategiana. Se toimii, koska vesi imee energiaa, kun se vaihtaa tilan nesteestä kaasuksi. Tämä on endoterminen prosessi, mutta se ei ole reaktio, koska reaktioon liittyy aina kemiallisten sidosten tuhoutuminen tai muodostuminen. Toisaalta pikakylmän jääpakkauksen puristaminen tuottaa endotermisen reaktion. Pakkauksessa oleva kemikaali reagoi veden kanssa absorboimaan energiaa ja pakastaa veden jääksi.

Fotosynteesin aikana kasvit imevät ilmakehästä hiilidioksidia ja muuttavat sen glukoosiksi ja hapeksi. Prosessi vaatii energiaa auringonvalon muodossa ja on endogeenisempi kuin endoterminen. Reaktion yhtälö on:

6CO₂ (hiilidioksidi) + 6H₂O (vesi) + auringonvalo -> C₆H₁₂O₆ (glukoosi) + O₂ (happi)

Useat endotermiset reaktiot ovat tärkeitä nisäkkäiden ja ihmisten aineenvaihdunnalle. Monet näistä esiintyvät solujen sisällä, ja kun ne tapahtuvat, tutkijat kutsuvat niitä anabolisiksi reaktioksi, toisin kuin kataboliset reaktiot, jotka vapauttavat energiaa. Joitakin näistä reaktioista ovat:

• Aminohapot yhdistyvät peptidien muodostamiseksi.
  
• Pienet sokerimolekyylit yhdistyvät muodostaen disakkarideja.
  
• Glyseroli reagoi rasvahappojen kanssa lipidien muodostamiseksi.