EN eksergonisk reaksjon Det er en som skjer spontant, og som generelt ledsages av en frigjøring av energi, enten i form av varme, lys eller lyd. Når varme frigjøres, sies det at vi står overfor en eksoterm og eksergonisk reaksjon.
Det er grunnen til at begrepene 'eksoterm' og 'eksergonisk' forveksles, og blir feilaktig behandlet som synonymer. Dette er fordi mange eksoterme reaksjoner også er eksergoniske. Derfor, hvis det observeres en stor frigjøring av varme og lys, slik som den som er forårsaket av å tenne en brann, kan det antas at den består av en eksergonisk reaksjon.
Imidlertid kan energien som frigjøres gå ubemerket og kanskje ikke så overraskende. For eksempel kan et flytende medium varme opp litt og fremdeles være et resultat av en eksergonisk reaksjon. I noen eksergoniske reaksjoner som foregår for sakte, blir ikke engang den minste temperaturøkningen observert.
Det sentrale og karakteristiske punktet for denne typen termodynamiske reaksjoner er reduksjonen i Gibbs fri energi i produktene med hensyn til reaktantene, noe som oversettes til spontanitet.
Artikkelindeks
Hovedkarakteristikken for en eksergonisk reaksjon er at produktene har lavere Gibss-fri energi enn reaktantene eller reaktantene (øvre bilde). Dette faktum er vanligvis assosiert med det faktum at produktene er kjemisk mer stabile, med sterkere bindinger, mer dynamiske strukturer eller mer “komfortable” forhold..
Derfor er denne energidifferansen, ΔG, negativ (ΔG < 0). Al ser negativa, la reacción en teoría debe ser espontánea. Sin embargo, otros factores también definen dicha espontaneidad, como lo son la energía de activación (la altura de la colina), la temperatura, y los cambios de entalpía y entropía.
Alle disse variablene, som reagerer på arten av fenomenet eller den kjemiske reaksjonen som blir vurdert, gjør det mulig å bestemme om en reaksjon vil være eksergonisk. Og det vil også sees at det ikke nødvendigvis trenger å være en eksoterm reaksjon..
Når aktiveringsenergien er veldig høy, trenger reaktantene hjelp fra en katalysator for å senke energisperren. Det er derfor det er eksergoniske reaksjoner som oppstår i svært lave hastigheter, eller som ikke oppstår i det hele tatt..
Følgende matematiske uttrykk omfatter de nevnte:
ΔG = ΔH - TΔS
ΔH-betegnelsen er positiv hvis det er en endoterm reaksjon, og negativ hvis den er eksoterm. Hvis vi ønsker at ΔG skal være negativ, må begrepet TΔS være veldig stort og positivt, slik at når du trekker fra ΔH, blir resultatet av operasjonen også negativt.
Derfor, og dette er en annen spesiell egenskap ved eksergoniske reaksjoner: de involverer en stor endring i systemets entropi.
Dermed tar vi hensyn til alle vilkårene, kan vi være til stede før en eksergonisk reaksjon, men samtidig endoterm; det vil si med positiv ΔH, en veldig høy temperatur eller en stor entropiendring.
De fleste eksergoniske reaksjoner er også eksoterme, fordi hvis ΔH er negativ, og ved å trekke et annet begrep som er enda mer negativt, vil vi følgelig ha en ΔG med en negativ verdi; med mindre TΔS er negativt (entropi avtar), og derfor vil den eksoterme reaksjonen bli endergonisk (ikke spontan).
Det er viktig å fremheve at spontaniteten til en reaksjon (enten den er eksergonisk eller ikke), avhenger enormt av termodynamiske forhold; mens hastigheten den passerer, skyldes kinetiske faktorer.
Fra det som er sagt er det allerede kjent at en eksergonisk reaksjon er spontan, enten den er eksoterm eller ikke. For eksempel kan en forbindelse oppløses i vann ved å avkjøle den sammen med beholderen. Denne oppløsningsprosessen er endoterm, men når det skjer spontant, sies det å være eksergonisk.
Det er “mer eksergiske” reaksjoner enn andre. For å finne ut av det, ha følgende uttrykk nyttig igjen:
ΔG = ΔH - TΔS
De mest eksergoniske reaksjonene er de som oppstår spontant ved alle temperaturer. Det vil si, uavhengig av verdien av T i forrige uttrykk, ΔH er negativ og ΔS positiv (ΔH < 0 y ΔS > 0). De er derfor veldig eksoterme reaksjoner, noe som ikke strider mot den opprinnelige ideen.
På samme måte kan det være eksoterme reaksjoner der entropien i systemet avtar (AS < 0); tal como sucede en la síntesis de macromoléculas o polímeros. En este caso, son reacciones exergónicas solamente a bajas temperaturas, ya que de lo contrario el término TΔS sería muy grande y negativo.
På den annen side er det reaksjoner som bare er spontane ved høye temperaturer: når ΔH er positiv og ΔS positiv (ΔH> 0 og ΔS> 0). Vi snakker om endotermiske reaksjoner. Det er grunnen til at temperaturfall kan oppstå spontant, siden de fører med seg en økning i entropi..
I mellomtiden er det reaksjoner som ikke er eksergiske i det hele tatt: når ΔH og ΔS har positive verdier. I dette tilfellet, uansett temperaturen, vil reaksjonen aldri skje spontant. Vi snakker derfor om en ikke-spontan endergonisk reaksjon.
Kjemi kjennetegnes vanligvis av å være eksplosiv og lys, så det antas at de fleste reaksjoner er eksoterme og eksergiske.
Eksergoniske reaksjoner er forbrenning av alkaner, olefiner, aromatiske hydrokarboner, sukker osv..
Likeledes er metalloksidasjoner eksergoniske, selv om de foregår saktere..
Imidlertid er det andre prosesser, mer subtile, som også er eksergoniske og veldig viktige: de katabolske reaksjonene i stoffskiftet vårt. Her brytes makromolekyler ned som fungerer som energireservoarer, og frigjør seg i form av varme og ATP, og takket være det kroppen utfører mange av sine funksjoner..
Den mest symbolske av disse reaksjonene er cellulær respirasjon, i motsetning til fotosyntese, hvor karbohydrater "brennes" med oksygen for å transformere dem til små molekyler (COto og HtoO) og energi.
Blant andre eksergoniske reaksjoner har vi den eksplosive nedbrytningen av nitrogentriiodid, NI3; tilsetning av alkalimetaller til vann, etterfulgt av en eksplosjon; polymersynteser av etoksylerte harpikser; syre-base nøytraliseringer i vandig løsning; og cellegiftende reaksjoner.
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.