რა არის ენდოთერმული რეაქცია?

ნებისმიერი ქიმიური რეაქცია მოიცავს მოლეკულური ბმების გაწყვეტასა და ახალი ბმების შესაძლო ფორმირებას. პროცესი, რომელიც ანადგურებს კავშირებს, არის ენერგია, რომელიც გამოყოფს ენერგიას და მეცნიერები მას ექსერგონულ პროცესად მოიხსენიებენ. მეორეს მხრივ, ახალი ობლიგაციების წარმოქმნას ენერგიის შეყვანა სჭირდება და მეცნიერები ასეთ პროცესს ენდერგონიკურს უწოდებენ. ენერგია შეიძლება გამოიყოს ან შეიწოვება მრავალი ფორმით, მათ შორის სინათლე, ელექტროენერგია და სითბო. როდესაც ენერგია სითბოს სახით გამოიყოფა, ეს პროცესი არის ეზოთერმული, ხოლო როდესაც სითბო შეიწოვება, ეს პროცესი ენდოთერმულია. ენდოთერმული რეაქცია არის ის, რომლის შედეგადაც ხდება ტემპერატურის წმინდა შემცირება, რადგან ის შთანთქავს სითბოს გარემოდან და ინახავს ენერგიას რეაქციაში წარმოქმნილ ობლიგაციებში.

TL; DR (ძალიან გრძელია; არ წავიკითხე)

ენდოთერმული რეაქციები შთანთქავს ენერგიას გარემოდან და ამცირებს ტემპერატურას. ისინი ენდოგენური რეაქციის ტიპია. ბიოლოგიაში ანაბოლური პროცესები ენდოთერმული რეაქციების მაგალითებია.

ენდოთერმული რეაქციების ზოგადი განტოლებაა:

რეაქტორები + სითბოს ენერგია -> პროდუქტები

რეაქცია შეიძლება მოიცავდეს მრავალჯერად პროცესს და ზოგიერთ მათგანს შეუძლია გაათავისუფლოს სითბო, მაგრამ სანამ რეაქცია მოიცავს ტემპერატურის წმინდა შემცირებას, რეაქცია ენდოთერმულია. შესაძლებელია ეს მოხდეს, რადგან ქიმიური რეაქცია ყოველთვის მიმდინარეობს ისე, რომ იზრდება ენტროპია. ამის საწინააღმდეგოდ, ეგზოთერმული რეაქციები არის ის, რაც სითბოს გამოყოფს. დაჟანგვის რეაქციები, როგორც წესი, არის ეგზოთერმული, მაგალითად, წვის ჟურნალი.

აზოტის ოქსიდის ფორმირება: ენდოთერმული რეაქციის მაგალითი, რომელიც დედამიწის ატმოსფეროში ყოველდღე ხდება, არის მოლეკულური ჟანგბადის კომბინაცია მოლეკულურ აზოტთან და აზოტის ოქსიდის წარმოქმნა. ქიმიკოსებმა ზუსტად იციან რამდენი სითბოს ენერგია სჭირდება ამ რეაქციის წარმოსაქმნელად. ამ რეაქციის დაბალანსებული განტოლებაა:

O2 + N2 + 180.5 KJ -> 2 არა

სიტყვებით რომ ვთქვათ, საჭიროა 180.5 კილოჯოლური ენერგია, რომ ეს რეაქცია მოხდეს და ეს ასევე კარგია. წინააღმდეგ შემთხვევაში, ატმოსფეროში არსებული მთელი ჟანგბადი დიდი ხნის წინ მოხმარდებოდა. სითბოს ენერგია ამ რეაქციისთვის ხშირად მოდის ავტომობილების გამონაბოლქვიდან.

ენდოთერმული პროცესის მაგალითი, რომლითაც ყველამ იცის, არის ოფლიანობა, პროცესი, რომლის დროსაც სხეული აწარმოებს წყალს კანზე, როგორც გაგრილების სტრატეგია. იგი მუშაობს იმიტომ, რომ წყალი შთანთქავს ენერგიას, როდესაც იგი თხევადიდან გაზში გადაიქცევა. ეს არის ენდოთერმული პროცესი, მაგრამ ეს არ არის რეაქცია, რადგან რეაქცია ყოველთვის მოიცავს ქიმიური ბმების განადგურებას ან ფორმირებას. მეორეს მხრივ, მყისიერად ცივი ყინულის პაკეტის დაჭერით წარმოიქმნება ენდოთერმული რეაქცია. შეფუთვაში არსებული ქიმიური ნივთიერება რეაგირებს წყალთან ენერგიის ათვისების მიზნით და წყალს ყინულში ყინავს.

ფოტოსინთეზის დროს მცენარეები შთანთქავენ ნახშირორჟანგს ატმოსფეროდან და აქცევენ მას გლუკოზად და ჟანგბადად. ეს პროცესი მოითხოვს ენერგიას მზის სახით და უფრო ენდოგენურია, ვიდრე ენდოთერმული. რეაქციის განტოლებაა:

6CO₂ (ნახშირორჟანგი) + 6H₂O (წყალი) + მზის შუქი -> C₆ჰ₁₂ო₆ (გლუკოზა) + O₂ (ჟანგბადი)

მთელი რიგი ენდოთერმული რეაქციები მნიშვნელოვანია ძუძუმწოვრებისა და ადამიანის მეტაბოლიზმისთვის. ამათგან მრავალი ხდება უჯრედების შიგნით, და როდესაც ეს ხდება, მეცნიერები მათ ანაბოლური რეაქციებს უწოდებენ, განსხვავებით კატაბოლური რეაქციებისგან, რომლებიც ენერგიას გამოყოფენ. ზოგიერთ ამ რეაქციაში შედის:

• ამინომჟავები უერთდებიან ერთმანეთს და ქმნიან პეპტიდებს.
  
• შაქრის მცირე მოლეკულები უერთდებიან და ქმნიან დისაქარიდებს.
  
• გლიცეროლი რეაგირებს ცხიმოვან მჟავებთან და ქმნის ლიპიდებს.