Enhver kjemisk reaksjon innebærer brudd på molekylære bindinger og mulig dannelse av nye bindinger. En prosess som bryter bånd er en som frigjør energi, og forskere refererer til den som en eksergonisk prosess. På den annen side krever dannelsen av nye bindinger energi, og forskere refererer til en slik prosess som endergonic. Energi kan frigjøres eller absorberes i mange former, inkludert lys, elektrisitet og varme. Når energi frigjøres som varme, er prosessen eksoterm, og når varme absorberes, er prosessen endoterm. En endoterm reaksjon er en som resulterer i en nettoreduksjon i temperaturen fordi den absorberer varme fra omgivelsene og lagrer energien i bindingene som dannes i reaksjonen.
TL; DR (for lang; Leste ikke)
Endotermiske reaksjoner absorberer energi fra omgivelsene og senker temperaturen. De er en type endogen reaksjon. I biologi er anabole prosesser eksempler på endotermiske reaksjoner.
Ligning for endotermiske reaksjoner
Den generelle ligningen for endotermiske reaksjoner er:
Reaktanter + varmeenergi -> Produkter
En reaksjon kan involvere flere prosesser, og noen av disse kan frigjøre varme, men så lenge en reaksjon innebærer en nettoreduksjon i temperatur, er reaksjonen endoterm. Det er mulig for dette å skje fordi en kjemisk reaksjon alltid foregår på en måte som øker entropi. Derimot er eksoterme reaksjoner de som frigjør varme. Oksidasjonsreaksjoner er vanligvis eksoterme slik som en brennende ved.
Dannelse av nitrogenoksid: Et eksempel på en endoterm reaksjon som skjer hver dag i jordens atmosfære er kombinasjonen av molekylært oksygen med molekylært nitrogen for å danne nitrogenoksid. Kjemikere vet nøyaktig hvor mye varmeenergi det tar før denne reaksjonen skjer. Den balanserte ligningen for denne reaksjonen er:
O2 + N2 + 180,5 KJ -> 2 NO
Med ord krever det 180,5 kilojoule energi for å få denne reaksjonen til å skje, og det er også bra. Ellers hadde alt oksygen i atmosfæren blitt brukt opp for lenge siden. Varmenergien for denne reaksjonen kommer ofte fra bileksos.
Endotermiske prosesser er ikke alle reaksjoner
Et eksempel på en endoterm prosess som alle vet svetter med, prosessen der kroppen produserer vann på huden som en avkjølingsstrategi. Det fungerer fordi vann absorberer energi når det skifter tilstand fra væske til gass. Dette er en endoterm prosess, men det er ikke en reaksjon, fordi en reaksjon alltid innebærer ødeleggelse eller dannelse av kjemiske bindinger. På den annen side gir klem en øyeblikkelig kald ispose en endoterm reaksjon. Et kjemikalie i pakken reagerer med vann for å absorbere energi og fryser vannet i is.
Eksempler fra biologi
Under fotosyntese absorberer planter karbondioksid fra atmosfæren og gjør det til glukose og oksygen. Prosessen krever energi i form av sollys og er mer endogen enn den er endoterm. Ligningen for reaksjonen er:
6CO2 (karbondioksid) + 6H2O (vann) + sollys -> C6H12O6 (glukose) + O2 (oksygen)
En rekke endotermiske reaksjoner er viktige for metabolismen til pattedyr og mennesker. Mange av disse forekommer i celler, og når de gjør det, kaller forskere dem anabole reaksjoner, i motsetning til katabolske reaksjoner, som frigjør energi. Noen av disse reaksjonene inkluderer:
- Aminosyrer som sammenføyes for å danne peptider.
- Små sukkermolekyler som sammenføyer seg for å danne disakkarider.
- Glyserol reagerer med fettsyrer for å lage lipider.