Kemiallisia reaktioita tapahtuu ympäristössämme päivittäin. Emme kuitenkaan usein huomaa niitä. Kemiallisen reaktion prosessissa kaksi ainetta reagoivat keskenään ja muodostavat täysin uuden aineen. Nämä voidaan luokitella eksotermisiin ja endotermisiin reaktioihin. Jokaisella niistä on omat parametrinsa ja ominaisuutensa.
Eksoterminen vs endoterminen
Ero eksotermisen ja endotermisen välillä on se, että eksoterminen reaktio on se, joka luovuttaa energiaa ympäröivään ympäristöön valon, äänen, sähkön jne. muodossa, kun se tapahtuu, kun taas endoterminen reaktio on se, joka absorboi energiaa ympäröivästä ympäristöstä lämmön muodossa, kun se tapahtuu.
Eksotermisen reaktion erottava ominaisuus on se, että prosessin aikana vapautuu energiaa. Joskus tämä energia on jopa suurempi määrä kuin mitä tarvittiin reaktion suorittamiseen alun perin. Esimerkki eksotermisestä reaktiosta on kaasun kondensoituminen nesteeksi. Täällä lämpöä vapautuu ympäristöön.
Samaan aikaan endotermisen reaktion pääominaisuus on, että se imee energiaa ympäristöstä prosessin aikana. Tämä energia on vain lämmön muodossa. Esimerkki tällaisesta reaktiosta on veden kiehuminen. Kun tällainen prosessi suoritetaan, vesi absorboi lämpöä, mikä tekee siitä endotermisen reaktion.
Eksotermisen ja endotermisen vertailutaulukko
| Vertailuparametrit | Eksoterminen | Endoterminen |
| Merkitys | Se on kemiallinen reaktio, jossa energiaa vapautuu ympäröivään ympäristöön. | Se on kemiallinen reaktio, joka sisältää energian imeytymisen ympäröivästä ympäristöstä. |
| Energian muoto | Vapautunut energia voi olla lämmön, äänen, valon, sähkön jne. muodossa. | Imeytyvä energia on aina lämmön muodossa. |
| Lämpötila | Kun prosessi suoritetaan, lämpötila laskee vähitellen. | Kun prosessi suoritetaan, lämpötila nousee vähitellen. |
| Entalpia | Reagenssien tuotteisiin nähden entalpia on aina pienempi. | Reagenssien tuotteisiin nähden entalpia on aina suurempi. |
| Muutos entalpiassa | Kun entalpian muutos lasketaan, se on aina positiivinen arvo. | Kun entalpian muutos lasketaan, se on aina negatiivinen arvo. |
| Esimerkki | Esimerkki eksotermisestä reaktiosta on kaasun kondensoituminen nesteeksi. | Esimerkki endotermisestä reaktiosta on kiehuva vesi. |
Mikä on eksoterminen?
Kun lämpöä ja muita energiamuotoja vapautuu ympäristöön kemiallisen reaktion aikana, sitä kutsutaan eksotermiseksi reaktioksi. Entalpia on aina pienempi arvo kuin lähtöaineiden tulo. Lisäksi kun entalpian muutos lasketaan, se on aina positiivinen arvo tällaisille reaktioille. Hyvä tapa karakterisoida eksotermisiä reaktioita on seurata lämpötilaa sen laskeessa.
Jotta sidokset muodostuvat ja katkeavat jatkuvasti prosessin aikana, tarvitaan tietty määrä energiaa. Eksotermisissä reaktioissa prosessin aikana tuotettu energia on suurempi kuin sidosten katkaisemiseen tarvittava energia. Tämän seurauksena ylimääräistä energiaa vapautuu ympäristöön, koska se ei enää auta reaktiota.
Hyvä esimerkki eksotermisestä reaktiosta on nuotio. Melkein jokainen on kokenut lämpöä sen ympärillä istuessaan. Tässä tapauksessa hapen ja selluloosan välinen reaktio tapahtuu puuta poltettaessa. Tämän seurauksena lämpöä vapautuu ympäristöön.
Tällainen reaktio tapahtuu myös raketin laukaisussa. Tämän prosessin aikana voi huomata suuren höyry- ja savupilven leviävän ajoneuvon alapäästä. Tämä johtuu eksotermisestä reaktiosta, joka tapahtuu polttoaineen kulutuksen aikana.
Mikä on endoterminen?
Kun lämpö imeytyy kemiallisen reaktion aikana, sitä kutsutaan endotermiseksi reaktioksi. Tämä on ainoa prosessiin osallistuva energiamuoto. Reaktio on erilainen kuin eksotermiset reaktiot, koska sille on ominaista pienempi entalpiaarvo kuin reagoivien aineiden tuotteella. Lisäksi kun entalpian muutos lasketaan, se on aina negatiivinen arvo tällaisille reaktioille.
Prosessin aikana sidoksia muodostuu ja katkeaa jatkuvasti. Tällaisissa reaktioissa tarvitaan suurempi määrä energiaa sidosten katkaisemiseen kuin reaktion tuottaman energian määrä. Siksi tietty määrä energiaa imeytyy tätä varten. Lisäksi lämpötila nousee vähitellen tämän tapahtuessa.
Hyvä esimerkki endotermisestä reaktiosta on veden kiehuminen. Tietty lämpötilapiste on saavutettava, jotta vesi kiehuisi. Tämä saavutetaan absorboimalla lämpöä ympäristöstä. Tässä nimenomaisessa tapauksessa se on peräisin keittämiseen käytetystä tulesta.
Muita esimerkkejä endotermisestä reaktiosta ovat haihtuminen, lämpöhajoaminen, hydrolyysi, alkaanien krakkaus, sublimaatio, ydinfissio ja jopa tiettyjen kemikaalien, kuten sitruunahapon ja ruokasoodan, liukeneminen. Jokainen näistä imee tietyn määrän energiaa tapahtuakseen.
Tärkeimmät erot eksotermisen ja endotermisen välillä
- Eksoterminen reaktio sisältää energian vapautumisen ympäröivään ympäristöön, kun taas endoterminen reaktio sisältää energian imeytymisen ympäröivästä ympäristöstä.
- Eksoterminen reaktio vapauttaa energiaa lämmön, äänen, valon, sähkön jne. muodossa, kun taas endoterminen reaktio absorboi energiaa vain lämpönä.
- Kun suoritetaan eksoterminen reaktio, lämpötila laskee vähitellen, kun taas endoterminen reaktio suoritetaan, lämpötila nousee vähitellen.
- Reagenssien tuotteisiin nähden entalpia on aina pienempi eksotermisissä reaktioissa, kun taas jälkimmäisissä entalpia on aina suurempi.
- Kun entalpian muutos lasketaan, se on aina positiivinen arvo eksotermisille reaktioille, kun taas endotermisille reaktioille sillä on aina negatiivinen arvo.
- Esimerkki eksotermisestä reaktiosta on kaasun kondensoituminen nesteeksi, kun taas endotermisten reaktioiden tiivistyminen on kiehuvaa vettä.
Johtopäätös
Eksoterminen ja endoterminen ovat kaksi erilaista reaktiota, joilla on erilaiset vaikutukset tapahtuessaan. Ensinnäkin eksoterminen reaktio luovuttaa energiaa, kun taas endoterminen reaktio absorboi sitä. Tämä johtuu kemiallisten sidosten katkaisemiseen tarvittavasta energiamäärästä prosessin aikana. Jos tuotettu energia on suurempi, tapahtuu eksoterminen reaktio, kun taas jos tuotettu energia on pienempi, tapahtuu endoterminen reaktio.
Toinen suuri ero näiden kahden välillä on, että eksoterminen reaktio antaa energiaa eri muodoissa, kun taas endoterminen reaktio absorboi energiaa vain yhdessä muodossa, eli lämpöä.
