Kaj je endotermna reakcija?

Vsaka kemična reakcija vključuje prekinitev molekularnih vezi in morebitno tvorjenje novih vezi. Proces, ki pretrga vezi, je tisti, ki sprošča energijo, znanstveniki pa ga označujejo kot eksergonski postopek. Po drugi strani pa nastajanje novih vezi zahteva vnos energije, znanstveniki pa tak postopek imenujejo endergonični. Energija se lahko sprosti ali absorbira v številnih oblikah, vključno s svetlobo, elektriko in toploto. Ko se energija sprosti kot toplota, je postopek eksotermen, ko se toplota absorbira, pa je postopek endotermen. Endotermna reakcija je tista, ki povzroči neto znižanje temperature, ker absorbira toploto iz okolice in energijo shrani v vezi, ki nastanejo v reakciji.

TL; DR (predolgo; Nisem prebral)

Endotermne reakcije absorbirajo energijo iz okolice in znižujejo temperaturo. So vrsta endogene reakcije. V biologiji so anabolični procesi primeri endotermnih reakcij.

Splošna enačba za endotermne reakcije je:

Reaktanti + Toplotna energija -> Izdelki

Reakcija lahko vključuje več procesov, nekateri pa lahko sproščajo toploto, toda dokler reakcija vključuje neto znižanje temperature, je reakcija endotermna. To se lahko zgodi, ker kemična reakcija vedno poteka na način, ki poveča entropijo. Nasprotno pa eksotermne reakcije sproščajo toploto. Reakcije oksidacije so običajno eksotermne, na primer gorenje.

Nastanek dušikovega oksida: Primer endotermne reakcije, ki se vsak dan pojavi v zemeljski atmosferi, je kombinacija molekularnega kisika z molekularnim dušikom, da nastane dušikov oksid. Kemiki natančno vedo, koliko toplotne energije je potrebno, da pride do te reakcije. Uravnotežena enačba za to reakcijo je:

O2 + N2 + 180,5 KJ -> 2 ŠT

Z besedami zahteva, da se ta reakcija zgodi, in 180,5 kilodžulov energije, kar je tudi dobro. V nasprotnem primeru bi bil ves kisik v ozračju že davno porabljen. Toplotna energija za to reakcijo pogosto prihaja iz avtomobilskih izpušnih plinov.

Primer endotermnega procesa, s katerim vsi vemo, da je potenje, postopka, s katerim telo proizvaja vodo na koži kot strategijo hlajenja. Deluje, ker voda absorbira energijo, ko spremeni stanje iz tekočine v plin. To je endotermni proces, vendar ni reakcija, ker reakcija vedno vključuje uničenje ali tvorjenje kemičnih vezi. Po drugi strani pa stiskanje hladnega ledu v trenutku povzroči endotermično reakcijo. Kemična snov v embalaži reagira z vodo, da absorbira energijo, in vodo zamrzne v led.

Med fotosintezo rastline absorbirajo ogljikov dioksid iz ozračja in ga spremenijo v glukozo in kisik. Postopek zahteva energijo v obliki sončne svetlobe in je bolj endogen kot endotermičen. Enačba za reakcijo je:

6CO₂ (ogljikov dioksid) + 6H₂O (voda) + sončna svetloba -> C₆H₁₂O₆ (glukoza) + O₂ (kisik)

Številne endotermne reakcije so pomembne za presnovo sesalcev in ljudi. Mnogi od njih se pojavijo znotraj celic, in ko se pojavijo, jih znanstveniki imenujejo anabolične reakcije, v nasprotju s kataboličnimi reakcijami, ki sproščajo energijo. Nekatere od teh reakcij vključujejo:

• Aminokisline, ki se združujejo in tvorijo peptide.
  
• Majhne molekule sladkorja, ki se povezujejo in tvorijo disaharide.
  
• Glicerol reagira z maščobnimi kislinami in tvori lipide.