Любая химическая реакция включает разрыв молекулярных связей и возможное образование новых связей. Процесс разрыва связей - это процесс, который высвобождает энергию, и ученые называют это экзергоническим процессом. С другой стороны, образование новых связей требует затрат энергии, и ученые называют такой процесс эндергоническим. Энергия может выделяться или поглощаться во многих формах, включая свет, электричество и тепло. Когда энергия выделяется в виде тепла, процесс является экзотермическим, а когда тепло поглощается, процесс является эндотермическим. Эндотермическая реакция - это реакция, которая приводит к чистому снижению температуры, поскольку она поглощает тепло из окружающей среды и сохраняет энергию в связях, образованных в результате реакции.
TL; DR (слишком длинный; Не читал)
Эндотермические реакции поглощают энергию из окружающей среды и понижают температуру. Это разновидность эндогенной реакции. В биологии анаболические процессы являются примерами эндотермических реакций.
Уравнение эндотермических реакций
Общее уравнение эндотермических реакций:
Реагенты + Тепловая энергия -> Продукция
Реакция может включать несколько процессов, и некоторые из них могут выделять тепло, но до тех пор, пока реакция включает общее снижение температуры, реакция является эндотермической. Это возможно, потому что химическая реакция всегда протекает с увеличением энтропии. Напротив, экзотермические реакции - это те, которые выделяют тепло. Реакции окисления обычно экзотермические, такие как обжигание поленьев.
Образование оксида азота: Примером эндотермической реакции, которая происходит каждый день в атмосфере Земли, является соединение молекулярного кислорода с молекулярным азотом с образованием оксида азота. Химики точно знают, сколько тепловой энергии требуется для возникновения этой реакции. Сбалансированное уравнение этой реакции:
O2 + N2 + 180,5 кДж -> 2 НЕТ
На словах, чтобы эта реакция произошла, требуется 180,5 килоджоулей энергии, и это тоже хорошо. В противном случае весь кислород в атмосфере был бы давно израсходован. Тепловая энергия для этой реакции часто исходит от автомобильных выхлопов.
Эндотермические процессы - это не все реакции
Примером эндотермического процесса, о котором все знают, является потоотделение, процесс, при котором организм производит воду на коже в качестве стратегии охлаждения. Это работает, потому что вода поглощает энергию, когда она меняет состояние с жидкости на газ. Это эндотермический процесс, но это не реакция, потому что реакция всегда включает разрушение или образование химических связей. С другой стороны, сжатие мгновенно охлажденного пакета со льдом вызывает эндотермическую реакцию. Химическое вещество в упаковке реагирует с водой, поглощая энергию и превращая воду в лед.
Примеры из биологии
Во время фотосинтеза растения поглощают углекислый газ из атмосферы и превращают его в глюкозу и кислород. Этот процесс требует энергии в виде солнечного света и является более эндогенным, чем эндотермическим. Уравнение реакции:
6CO2 (углекислый газ) + 6H2O (вода) + солнечный свет -> C6ЧАС12О6 (глюкоза) + O2 (кислород)
Ряд эндотермических реакций важен для метаболизма млекопитающих и человека. Многие из них происходят внутри клеток, и когда они происходят, ученые называют их анаболическими реакциями, в отличие от катаболических реакций, которые высвобождают энергию. Некоторые из этих реакций включают:
- Аминокислоты объединяются в пептиды.
- Небольшие молекулы сахара соединяются с образованием дисахаридов.
- Глицерин реагирует с жирными кислотами с образованием липидов.