Endoterme reaksjoner og oppfinnelser

Endoterme reaksjoner og oppfinnelser


Endoterme reaksjoner absorbere eller ta opp varme. På et punkt i det 19. århundre, endoterme reaksjoner poserte et puslespill for noen forskere. Det ble antatt ved tidspunktet som en reaksjon ville være spontan (dvs. ingen arbeid som er nødvendig for å gjøre det skje) dersom det frigjøres energi, men enkelte endoterme reaksjoner viste seg å være spontan også. Svaret på dette dilemma kom fra en mer fullstendig forståelse av termodynamikk og entropi.

Termodynamikk av endoterme reaksjoner

Gibbs fri energi er den maksimale mengden av arbeid et system kan gjøre uten å utvide eller forandre dets volum. Chemists si en reaksjon er spontan ved en gitt temperatur hvis det er forbundet med en negativ endring i Gibbs fri energi, mens en positiv endring i Gibbs fri energi betyr at det vil ta arbeide for å gjøre denne reaksjonen skje. Endringen i Gibbs fri energi for reaksjon er definert ved den følgende formel: dG = dH - T (dS), hvor dG er endringen i Gibbs, er dH den mengde varme som frigis eller absorberes (hvis trykket var konstant), er T temperatur og dS er endring i entropi. En endoterm reaksjon vil bare være spontan dersom endringen i entropi ved denne temperatur er større enn den varme som absorberes av reaksjonen. Hvis ikke, vil det ta arbeid for å gjøre reaksjonen skje - akkurat som det tar arbeidet med å få vannet til å gå opp en bakke.

endoterme reaksjoner

Instant kalde omslag fungerer ved å blande vann og ammoniumnitrat; blandeprosessen er endoterm, slik at det "suger" varme fra sine omgivelser. Reaksjonen mellom bariumhydroksid oktahydrat og ammoniumnitrat er en endoterm reaksjon; dette en absorberer så mye varme det kan føre til vann rundt begeret til å fryse. Kanskje en mer kjent eksempel er fotosyntesen. Går fra karbondioksyd og vann til sukker innebærer en reduksjon av entropien og absorpsjon av energi, slik at det tar en energitilførsel for å gjøre denne reaksjonen skje. Plantene får den energien de trenger for fotosyntesen fra solen.

petroleum Cracking

Instant isposer er en oppfinnelse som involverer en endoterm reaksjon; en annen viktig oppfinnelse er sprukket. Ved oljeraffinerier, blir råoljen separeres i sine forskjellige komponenter ved destillasjon. Destillasjon, men etterlater seg et tykt slam av tunge rester. Konvertering de langkjedede hydrokarboner i restene til kortere, er mer nyttige hydrokarboner som de som finnes i bensin oppnås gjennom sprekker. I denne prosessen, blir de større hydrokarbonene brutt opp under intens varme, hvilket gir en mangfoldig blanding av produkter.

kalsium Oxide

Kalsiumoksyd er en svært etsende stoff som ofte kalles ulesket kalk. Det er produsert ved termisk dekomponering av kalsiumkarbonat (kalksten) ved meget høye temperaturer. Reaksjonen ved hvilken kalsium oksidformene er endoterm; oppfinnelsen har svært mange bruksområder i industrien. Blant disse er stålfremstilling, hvori kalsiumoksyd blir brukt til å fjerne urenheter som aluminiumoksyd eller silisiumdioksyd, og sement produksjon. Blanding av kalsiumoksyd med vann gir en annen nyttig kjemisk kalt kalsiumhydroksyd.