吸熱反応とは何ですか?

化学反応には、分子結合の切断と新しい結合の形成の可能性が含まれます。 結合を破壊するプロセスはエネルギーを放出するプロセスであり、科学者はそれを発エルゴン過程と呼んでいます。 一方、新しい結合の形成にはエネルギーの入力が必要であり、科学者はそのようなプロセスを吸エルゴン反応と呼びます。 エネルギーは、光、電気、熱など、さまざまな形で放出または吸収されます。 エネルギーが熱として放出されるとき、プロセスは発熱性であり、熱が吸収されるとき、プロセスは吸熱性です。 吸熱反応とは、周囲から熱を吸収し、反応で形成された結合にエネルギーを蓄えるため、正味の温度低下をもたらす反応です。

TL; DR(長すぎる; 読んでいない)

吸熱反応は周囲からエネルギーを吸収し、温度を下げます。 それらは一種の内因性反応です。 生物学では、同化プロセスは吸熱反応の例です。

吸熱反応の方程式

吸熱反応の一般的な方程式は次のとおりです。

反応物+熱エネルギー->製品

反応には複数のプロセスが含まれる場合があり、これらの一部は熱を放出する場合がありますが、反応に正味の温度低下が含まれる限り、反応は吸熱反応です。 化学反応は常にエントロピーを増加させる方法で進行するため、これが発生する可能性があります。 対照的に、発熱反応は熱を放出する反応です。 酸化反応は通常、丸太の燃焼などの発熱反応です。

一酸化窒素の形成: 地球の大気中で毎日発生する吸熱反応の例は、分子状酸素と分子状窒素の組み合わせによる一酸化窒素の形成です。 化学者は、この反応が起こるのにどれだけの熱エネルギーが必要かを正確に知っています。 この反応のバランスの取れた方程式は次のとおりです。

O2 + N2 + 180.5 KJ-> 2 NO

つまり、この反応を起こすには180.5キロジュールのエネルギーが必要であり、それも良いことです。 そうでなければ、大気中のすべての酸素がずっと前に使い果たされていただろう。 この反応の熱エネルギーは、多くの場合、自動車の排気ガスから発生します。

吸熱プロセスはすべての反応ではありません

誰もが知っている吸熱プロセスの例は発汗です。これは、体が冷却戦略として皮膚に水を生成するプロセスです。 水が液体から気体に状態を変えるときにエネルギーを吸収するため、これは機能します。 これは吸熱プロセスですが、反応は常に化学結合の破壊または形成を伴うため、反応ではありません。 一方、インスタントコールドアイスパックを絞ると、吸熱反応が発生します。 パック内の化学物質は水と反応してエネルギーを吸収し、水を氷に凍らせます。

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生物学からの例

光合成の間、植物は大気から二酸化炭素を吸収し、それをブドウ糖と酸素に変えます。 このプロセスは太陽光の形でエネルギーを必要とし、吸熱性よりも内因性です。 反応の方程式は次のとおりです。

6CO2 (二酸化炭素)+ 6H2O(水)+日光-> C6H12O6 (ブドウ糖)+ O2 (酸素)

哺乳類や人間の代謝には、多くの吸熱反応が重要です。 これらの多くは細胞内で発生し、発生すると、エネルギーを放出する異化反応とは対照的に、科学者はそれらを同化反応と呼びます。 これらの反応のいくつかは次のとおりです。

  • アミノ酸が結合してペプチドを形成します。
  • 小さな糖分子が結合して二糖類を形成します。
  • グリセリンは脂肪酸と反応して脂質を作ります。
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