Qualsiasi reazione chimica comporta la rottura di legami molecolari e la possibile formazione di nuovi legami. Un processo che rompe i legami è uno che rilascia energia e gli scienziati lo chiamano processo esoergonico. D'altra parte, la formazione di nuovi legami richiede un apporto di energia e gli scienziati si riferiscono a tale processo come endergonico. L'energia può essere rilasciata o assorbita in molte forme, tra cui luce, elettricità e calore. Quando l'energia viene rilasciata sotto forma di calore, il processo è esotermico e quando il calore viene assorbito, il processo è endotermico. Una reazione endotermica è quella che si traduce in una diminuzione netta della temperatura perché assorbe calore dall'ambiente circostante e immagazzina l'energia nei legami formati nella reazione.
TL; DR (troppo lungo; non ho letto)
Le reazioni endotermiche assorbono energia dall'ambiente circostante e abbassano la temperatura. Sono un tipo di reazione endogena. In biologia, i processi anabolici sono esempi di reazioni endotermiche.
Equazione per le reazioni endotermiche
L'equazione generale per le reazioni endotermiche è:
Reagenti + Energia Termica --> Prodotti
Una reazione può coinvolgere più processi e alcuni di questi possono rilasciare calore, ma finché una reazione comporta una riduzione netta della temperatura, la reazione è endotermica. È possibile che ciò accada perché una reazione chimica procede sempre in modo da aumentare l'entropia. Al contrario, le reazioni esotermiche sono quelle che rilasciano calore. Le reazioni di ossidazione sono solitamente esotermiche come un ceppo in fiamme.
Formazione di ossido nitrico: Un esempio di una reazione endotermica che si verifica ogni giorno nell'atmosfera terrestre è la combinazione di ossigeno molecolare con azoto molecolare per formare ossido nitrico. I chimici sanno esattamente quanta energia termica ci vuole perché si verifichi questa reazione. L'equazione bilanciata per questa reazione è:
O2 + N2 + 180,5 KJ --> 2 NO
In parole povere, sono necessari 180,5 kilojoule di energia per far accadere questa reazione, ed è anche una buona cosa. Altrimenti, tutto l'ossigeno nell'atmosfera sarebbe stato consumato molto tempo fa. L'energia termica per questa reazione viene spesso dagli scarichi delle automobili.
I processi endotermici non sono tutte reazioni
Un esempio di processo endotermico con cui tutti conoscono è la sudorazione, il processo mediante il quale il corpo produce acqua sulla pelle come strategia di raffreddamento. Funziona perché l'acqua assorbe energia quando cambia stato da liquido a gas. Questo è un processo endotermico, ma non è una reazione, perché una reazione comporta sempre la distruzione o la formazione di legami chimici. D'altra parte, spremere un impacco di ghiaccio freddo istantaneo produce una reazione endotermica. Una sostanza chimica nella confezione reagisce con l'acqua per assorbire energia e congela l'acqua in ghiaccio.
Esempi dalla biologia
Durante la fotosintesi, le piante assorbono l'anidride carbonica dall'atmosfera e la trasformano in glucosio e ossigeno. Il processo richiede energia sotto forma di luce solare ed è più endogeno che endotermico. L'equazione della reazione è:
6CO2 (anidride carbonica) + 6H2O (acqua) + luce solare --> C6H12oh6 (glucosio) + O2 (ossigeno)
Numerose reazioni endotermiche sono importanti per il metabolismo dei mammiferi e dell'uomo. Molti di questi si verificano all'interno delle cellule e, quando lo fanno, gli scienziati le chiamano reazioni anaboliche, al contrario delle reazioni cataboliche, che rilasciano energia. Alcune di queste reazioni includono:
- Gli amminoacidi si uniscono per formare peptidi.
- Piccole molecole di zucchero si uniscono per formare disaccaridi.
- Il glicerolo reagisce con gli acidi grassi per formare i lipidi.