EKZOTERMIK REAKSIYON: SÜREÇ, TÜRLERI VE ÖRNEKLERI - KIMYA - 2025

Ekzotermik reaksiyon, bir enerji aktarım esas olarak ısı veya ışık salım formunda, meydana geldiği kimyasal reaksiyonun türüdür. Örneğin, bir şeyin yandığı herhangi bir yanma reaksiyonu, bir ekzotermik reaksiyon meydana gelir.

Günlük yaşamın akışı içinde, farklı ekzotermik reaksiyonların nasıl doğal olarak gerçekleştiğini veya farklı yerlerin sıcaklıklarında değişikliklere neden olduğunu görmek yaygındır. Bu sıcaklık değişiklikleri bir termometre yardımı ile ölçülebilir.

Isı açığa çıkan ekzotermik reaksiyon

Bu anlamda, ekzotermik reaksiyonlar, patlamalarda meydana geldiği gibi diğer enerji türlerini üretildikleri ortama aktarabilir ve yüksek sıcaklıklarda gaz halindeki maddeler genleştiğinde kinetik ve sonik enerjiyi transfer etme yolları. şiddetli yol.

Aynı şekilde pillerin kullanılması durumunda ekzotermik tipte bir reaksiyon da gerçekleştirilir, ancak bu durumda elektrik enerjisi taşınır.

Bu reaksiyonların tam tersi, enerjiyi emen endotermik reaksiyonlardır.

İşlem

Bir kibritin yanması ekzotermik bir reaksiyondur

Daha önce, bir ekzotermik reaksiyon meydana geldiğinde, aşağıdaki denklemde daha kolay görselleştirilebilen bir enerji salınımının meydana gelmesinden bahsedilmişti:

Reaktifler → Ürün (ler) + Enerji

Bu nedenle, bir sistem tarafından emilen veya salınan enerjiyi ölçmek için, entalpi adı verilen ("H" olarak gösterilir) bir termodinamik parametre kullanılır. Bir sistemde (bu durumda, bir kimyasal reaksiyon) çevreye doğru bir enerji salınımı varsa, o zaman entalpi değişiminin (ΔH olarak ifade edilir) negatif bir değeri olacaktır.

Aksi takdirde, bu ölçüdeki değişim pozitif ise, çevreden ısı emilimini yansıtır. Aynı şekilde, sistemin entalpisindeki değişimin büyüklüğü, ortama veya ortama aktarılan enerji miktarının bir ifadesidir.

ΔH'nin büyüklüğü ne kadar büyükse, sistemden çevreye daha fazla enerji salınımı olur.

Bunun nedeni, bu reaksiyonlarda yeni bağlar oluşturulduğunda açığa çıkan net enerjinin, bağların parçalanmasında kullanılan net enerjiden daha büyük olmasıdır.

Yukarıdakilerden, bu reaksiyon sınıfının çok yaygın olduğu sonucuna varılabilir, çünkü reaksiyonun ürünleri, başlangıçta reaktanlarda bulunanlardan daha büyük bir miktarda bağlarda depolanan enerjiye sahiptir.

Türleri

İster laboratuvarda ister endüstride olsun, kimyanın çeşitli alanlarında farklı türde ekzotermik reaksiyonlar vardır; bazıları kendiliğinden gerçekleştirilir ve diğerleri, üretilecek katalizör olarak belirli koşullara veya bir tür maddeye ihtiyaç duyar.

En önemli ekzotermik reaksiyon türleri aşağıda listelenmiştir:

Yanma reaksiyonları

Yanma reaksiyonları, bir veya daha fazla madde oksijenle reaksiyona girdiğinde meydana gelen redoks tipi reaksiyonlardır, genellikle bir alev üretildiğinde ışık ve termal enerji - yani ışık ve ısı - açığa çıkar.

Nötralizasyon reaksiyonları

Nötralizasyon reaksiyonları, ekzotermik bir yapı sergileyen bir tuz ve su oluşturmak için bir asidik tür ile bir alkali madde (baz) arasındaki etkileşim ile karakterize edilir.

Oksidasyon reaksiyonları

Hidrokarbonların oksidasyonunda olduğu gibi, oksijenin oksidasyonu büyük miktarda enerjinin açığa çıkmasına neden olduğundan, bu türden ekzotermik davranış gösteren birçok reaksiyon vardır.

Termit reaksiyonu

Bu reaksiyon yaklaşık 3000 ° C'lik bir sıcaklık üretebilir ve alüminyum tozunun çok sayıda metal oksit ile yüksek afinitesi nedeniyle çelik ve demirin kaynağında kullanılır.

Polimerizasyon reaksiyonu

Bu tür reaksiyon, monomer adı verilen belirli sayıda kimyasal tür reaksiyona girdiğinde ortaya çıkan reaksiyondur; bunlar, birleştirildiğinde, polimer adı verilen makromoleküler yapılar oluşturmak için zincirlerde tekrarlanan birimlerdir.

Nükleer fisyon reaksiyonu

Bu işlem, ağır olarak kabul edilen bir atomun çekirdeğinin bölünmesini ifade eder - yani kütle numarası (A) 200'den büyük olan - orta kütleli daha küçük boyutlu fragmanlar veya çekirdekler üretmek için.

Bir veya daha fazla nötronun oluştuğu bu reaksiyonda, büyük miktarda enerji açığa çıkar çünkü daha büyük ağırlığa sahip çekirdek, ürünlerinden daha az kararlılığa sahiptir.

Diğer tepkiler

Sülfürik asit ile reaksiyona girdiğinde bazı karbonhidratların dehidrasyonu, açık havaya maruz kalan sodyum hidroksit tarafından sunulan suyun emilmesi veya birçok korozyon reaksiyonunda metalik türlerin oksidasyonu gibi büyük önemi olan başka ekzotermik reaksiyonlar da vardır.

Ekzotermik reaksiyon örnekleri

Aşağıda, enerji açığa çıkardıkları için negatif bir değere sahip olan bir entalpi varyasyonu üreten ekzotermik reaksiyonların bazı örnekleri verilmiştir:

Yanan bir mum

Parafinin ve mum fitilinin yanma süreci, ısı ve ışık üreten ekzotermik bir reaksiyon üretir.

Bir fosforu ateşleyin

Bir kibrit yandığında, onu oluşturan kimyasal maddeler ile havada bulunan oksijen arasında bir reaksiyon oluşur. Bu şekilde, hem ışık hem de ısı üreten bir ekzotermik reaksiyon oluşturulur.

nefes

Solunum süreci, gaz değişimi sırasında hücreler içinde ekzotermik bir reaksiyon üretir. Böylelikle glikoz oksijenle birlikte karbondioksite ve ısıya dönüşür.

Yakacak odun yakmak

Odun yakmak, ekzotermik bir reaksiyon oluşturur, çünkü bu reaksiyonun ortaya çıkan ürünü, kendini ısı ve sıcaklık olarak gösterir.

Propan yanması

Örneğin, propan yanması spontane bir ekzotermik reaksiyondur:

C ₃ H ₈ (g) + 5O ₂ (g) → 3CO ₂ (g) + 4H ₂ O (l)

Sodyum karbonat - hidroklorik asit nötralizasyon reaksiyonu

Başka bir ekzotermik davranış durumu, sodyum karbonat ve hidroklorik asit arasındaki nötrleştirme reaksiyonu ile gösterilmiştir:

NaHCO ₃ (aq) + HCI (sulu), NaCI (aq) + H → ₂ O (□) + CO ₂ (g)

Etanolün asetik aside oksidasyonu

Etanolün, alkol ölçerlerde kullanılan asetik aside oksidasyonu da sunulmuştur, bunun tam reaksiyonu aşağıdaki denklemde gösterilmiştir:

3CH ₃ CH ₂ OH + 2K ₂ Cr ₂ O ₇ + 8H ₂ SO ₄ → CH ₃ COOH + 2Cr (SO ₄ ) ₃ + 2K ₂ SO ₄ + 11H ₂ O

Termit reaksiyonu

Başka bir tür ekzotermik reaksiyon, aşağıda örneklendiği gibi, alüminyumun bir metal oksit ile birleştiği sözde termit reaksiyondur:

2A (k) + Fe ₂ O ₃ , Al → (ler) ₂ O ₃ (k) + Fe (I)

Çelik talaşı + sirke

Bu karışım, sirkenin etkisi sayesinde çeliğin oksidasyon sürecinden geçtiği bir yavaş yanma şekli olarak çalışır.

"Köpek havlaması"

Bu tepkiye, köpeğin havlamasına benzer bir ses çıkardığı için bu isim verilmiştir.

Bu reaksiyon, nitröz oksit ve nitrik oksit ve karbon bisülfatın karıştırıldığı bir laboratuvar tüpü içinde gerçekleşir.

Cam şişe + alkol

Yukarıda bahsedilen deney ile üretilen reaksiyona benzer şekilde, bir cam şişenin bir alev üretilecek şekilde alkolle ovulmasıdır.

Çamaşır deterjanı + su

Çamaşır deterjanı sabunu çözüldüğünde ekzotermik bir reaksiyon görülebilir. Bu, evdeki ekzotermik reaksiyonların en kolay gözlemlenebilir örneklerinden biridir.

Fil diş macunu

Bu, ekzotermik reaksiyonların dinamiklerini açıklamak için yaygın olarak kullanılan bir deneydir. Bazı sabunlu ortamlarda hidrojen peroksitin çözünmesinden oluşur, böylece bu şekilde büyük miktarda köpük üretilir.

Bu karışıma, peroksitin hızlı bir şekilde ayrışmasına yardımcı olan bir katalizör (potasyum iyodür) eklenir.

Sülfürik asit + şeker

Şekerin dehidrasyon süreci, açık bir ekzotermik reaksiyon üretir. Sülfürik asidi şekerle karıştırdığınızda, susuz kalır ve bir siyah duman sütunu belirerek ortamın yanmış kemikler gibi kokmasına neden olur.

Sodyum + su

Sodyum veya herhangi bir alkali ortam suyla güçlü bir şekilde reaksiyona girer. Suya herhangi bir alkali metal eklerken (lityum, sodyum, potasyum, rubidyum veya sezyum) reaksiyona girmelidir.

Periyodik tablodaki element sayısı ne kadar fazlaysa, reaksiyon daha güçlü olacaktır.

Sodyum asetat

Sodyum asetat, sıcak buz olarak bilinir. Bu malzeme, soğuk salmak yerine ısı açığa çıkaran donmuş çözeltilerin kristalleşmesiyle başlar.

Görünüşünden dolayı "buz" olarak adlandırılır, ancak aslında kristalize sodyum asetat, el ısıtıcıları yapmak için kullanılan en yaygın malzemelerden biridir.

Soda + sirke

Bu karışım, büyük miktarlarda köpük üreten bir ekzotermik reaksiyon üretir, bu nedenle genellikle bir volkanın patlamasına benzemek için kullanılır.

Şişedeki cin

Bu deneyde, hidrojen peroksit (hidrojen peroksit) potasyum permanganat ile karıştırılır. Bu şekilde permanganat hidrojen peroksiti parçalayarak büyük miktarda duman ve ısının açığa çıkmasına neden olur.

Patlayıcı sakızlı ayılar

Sakızlı ayılar, yüksek sıcaklıklarda potasyum klorat ile karıştırıldığında, sakızlı ayıların şiddetli patlamasına ve hareketine neden olan bir madde olan sükroz (şeker) bakımından zengindir.

Tüpte yıldırım

Bu reaksiyon, aşındırıcı bir asit alkol veya aseton ile karıştırıldığında meydana gelir.

Bu şekilde, şimşek gibi bir tüp içinde ışığın oluşmasına neden olan şiddetli bir kimyasal reaksiyon görülebilir.

Suyu dondur

Bu işlem sırasında su ısı şeklinde enerji açığa çıkarır, bu nedenle su küpleri donduğunda ekzotermik bir reaksiyon gerçekleşir.

Metallerin korozyonu

Saf metaller, yani hava ile temas ettiklerinde doğal hallerinde, ısı oluşumuyla birlikte bir oksidasyon reaksiyonu oluştururlar, bu nedenle bu işlemin ekzotermik olduğu söylenir.

Gaz yanma süreci

Metan veya doğal gaz gibi herhangi bir gazın yanma işlemi, ısı oluşumunda kendini gösteren bir ekzotermik reaksiyon üretir ve bazı durumlarda yanma kontrollü bir şekilde gerçekleştiğinde ışık da üretebilir.

Diğer

Daha önce açıklanan örneklere ek olarak, atıktaki bazı organik maddelerin kompostlama için ayrıştırılması gibi ekzotermik olarak kabul edilen çok çeşitli reaksiyonlar vardır.

Ayrıca, diğer birçok reaksiyonun yanı sıra, ateşböceklerinin karakteristik biyolüminesansını ve hatta solunum üretmek için lusiferaz enziminin etkisiyle lusiferin pigmentinin oksidasyonunu vurgular.

Referanslar

1. Vikipedi. (Sf). Egzotermik reaksiyon. Es.wikipedia.org adresinden alındı
2. BBC. (Sf). Enerji değişimleri ve tersinir reaksiyonlar. Bbc.co.uk adresinden kurtarıldı
3. Chang, R. (2007). Kimya, Dokuzuncu baskı. (McGraw-Hill).
4. Walker, D. (2007). Kimyasal Reaksiyonlar. Books.google.co.ve 'den kurtarıldı
5. Saunders, N. (2007). Kimyasal Reaksiyonları Keşfetmek. Books.google.co.ve’den alındı