ปฏิกิริยาดูดความร้อนคืออะไร?

ปฏิกิริยาเคมีใดๆ เกี่ยวข้องกับการแตกของพันธะโมเลกุลและการเกิดพันธะใหม่ที่เป็นไปได้ กระบวนการที่ทำลายพันธะคือกระบวนการที่ปล่อยพลังงาน และนักวิทยาศาสตร์เรียกกระบวนการนี้ว่าเป็นกระบวนการที่ออกแรง ในทางกลับกัน การก่อตัวของพันธะใหม่จำเป็นต้องมีพลังงานป้อนเข้า และนักวิทยาศาสตร์เรียกกระบวนการดังกล่าวว่าเอนเดอร์โกนิก พลังงานสามารถปลดปล่อยหรือดูดซับได้หลายรูปแบบ ทั้งแสง ไฟฟ้า และความร้อน เมื่อพลังงานถูกปลดปล่อยออกมาเป็นความร้อน กระบวนการก็จะคายความร้อน และเมื่อความร้อนถูกดูดซับ กระบวนการก็จะดูดความร้อน ปฏิกิริยาดูดความร้อนเป็นปฏิกิริยาที่ส่งผลให้อุณหภูมิสุทธิลดลงเนื่องจากดูดซับความร้อนจากสภาพแวดล้อมและเก็บพลังงานไว้ในพันธะที่เกิดขึ้นในปฏิกิริยา

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

ปฏิกิริยาดูดความร้อนจะดูดซับพลังงานจากสภาพแวดล้อมและลดอุณหภูมิลง พวกเขาเป็นชนิดของปฏิกิริยา endogenic ในทางชีววิทยา กระบวนการ anabolic เป็นตัวอย่างของปฏิกิริยาดูดความร้อน

สมการทั่วไปสำหรับปฏิกิริยาดูดความร้อนคือ:

สารตั้งต้น + พลังงานความร้อน --> ผลิตภัณฑ์

ปฏิกิริยาอาจเกี่ยวข้องกับหลายกระบวนการ และบางส่วนอาจปล่อยความร้อน แต่ตราบใดที่ปฏิกิริยาเกี่ยวข้องกับการลดอุณหภูมิสุทธิ ปฏิกิริยาก็จะดูดความร้อน เป็นไปได้ที่สิ่งนี้จะเกิดขึ้นเพราะปฏิกิริยาเคมีดำเนินไปในลักษณะที่เพิ่มเอนโทรปีเสมอ ในทางตรงกันข้าม ปฏิกิริยาคายความร้อนคือปฏิกิริยาที่ปล่อยความร้อน ปฏิกิริยาออกซิเดชันมักจะคายความร้อน เช่น บันทึกการเผาไหม้

การก่อตัวของไนตริกออกไซด์: ตัวอย่างของปฏิกิริยาดูดความร้อนที่เกิดขึ้นทุกวันในชั้นบรรยากาศของโลกคือการรวมกันของโมเลกุลออกซิเจนกับโมเลกุลไนโตรเจนเพื่อสร้างไนตริกออกไซด์ นักเคมีรู้แน่ชัดว่าต้องใช้พลังงานความร้อนเท่าใดจึงจะเกิดปฏิกิริยานี้ขึ้น สมการสมดุลสำหรับปฏิกิริยานี้คือ:

O2 + N2 + 180.5 KJ --> 2 NO

ต้องใช้พลังงาน 180.5 กิโลจูลเพื่อให้ปฏิกิริยานี้เกิดขึ้น และมันก็เป็นสิ่งที่ดีเช่นกัน มิฉะนั้น ออกซิเจนในบรรยากาศทั้งหมดคงถูกใช้ไปนานแล้ว พลังงานความร้อนสำหรับปฏิกิริยานี้มักมาจากไอเสียรถยนต์

ตัวอย่างของกระบวนการดูดความร้อนที่ทุกคนรู้จักคือเหงื่อออก ซึ่งเป็นกระบวนการที่ร่างกายผลิตน้ำบนผิวหนังเพื่อเป็นกลยุทธ์ในการระบายความร้อน ใช้งานได้เพราะน้ำดูดซับพลังงานเมื่อเปลี่ยนสถานะจากของเหลวเป็นก๊าซ นี่เป็นกระบวนการดูดความร้อน แต่ไม่ใช่ปฏิกิริยา เพราะปฏิกิริยามักเกี่ยวข้องกับการทำลายหรือการก่อตัวของพันธะเคมี ในทางกลับกัน การบีบก้อนน้ำแข็งที่เย็นทันทีทำให้เกิดปฏิกิริยาดูดความร้อน สารเคมีในแพ็คจะทำปฏิกิริยากับน้ำเพื่อดูดซับพลังงานและทำให้น้ำกลายเป็นน้ำแข็ง

ในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง พืชดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์จากบรรยากาศและเปลี่ยนเป็นน้ำตาลกลูโคสและออกซิเจน กระบวนการนี้ต้องการพลังงานในรูปของแสงแดดและทำให้เกิด endogenic มากกว่าการดูดความร้อน สมการของปฏิกิริยาคือ:

6CO₂ (คาร์บอนไดออกไซด์) + 6H₂O (น้ำ) + แสงแดด --> C₆โฮ₁₂อู๋₆ (กลูโคส) + O₂ (ออกซิเจน)

ปฏิกิริยาดูดความร้อนจำนวนหนึ่งมีความสำคัญต่อเมแทบอลิซึมของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและมนุษย์ สิ่งเหล่านี้เกิดขึ้นภายในเซลล์ และเมื่อเกิดขึ้น นักวิทยาศาสตร์เรียกพวกมันว่าปฏิกิริยาอะนาโบลิก ซึ่งต่างจากปฏิกิริยาแคแทบอลิซึมซึ่งปล่อยพลังงาน ปฏิกิริยาเหล่านี้บางส่วนรวมถึง:

• กรดอะมิโนมารวมกันเป็นเปปไทด์
  
• โมเลกุลน้ำตาลขนาดเล็กรวมตัวกันเป็นไดแซ็กคาไรด์
  
• กลีเซอรอลทำปฏิกิริยากับกรดไขมันเพื่อสร้างไขมัน