TINDAK BALAS EKSOTERMIK: PROSES, JENIS DAN CONTOH - KIMIA - 2025

The tindak balas eksotermik adalah sejenis tindak balas kimia di mana pemindahan tenaga berlaku, terutamanya dalam bentuk pembebasan haba atau cahaya. Sebagai contoh, sebarang tindak balas pembakaran, di mana sesuatu terbakar, reaksi eksotermik berlaku.

Dalam kehidupan sehari-hari adalah biasa untuk melihat bagaimana reaksi eksotermik yang berbeza berlaku secara semula jadi atau disebabkan oleh perubahan suhu tempat yang berbeza. Perubahan suhu ini dapat diukur dengan bantuan termometer.

Tindak balas eksotermik dengan pembebasan haba

Dalam pengertian ini, reaksi eksotermik dapat memindahkan jenis tenaga lain ke medium di mana ia dihasilkan, seperti yang berlaku dengan letupan dan cara mereka memindahkan tenaga kinetik dan sonik apabila bahan yang berada dalam fasa gas pada suhu tinggi diperluas dari cara ganas.

Dengan cara yang sama, dalam hal penggunaan bateri, reaksi jenis eksotermik juga dilakukan, hanya dalam hal ini tenaga elektrik diangkut.

Bertentangan dengan reaksi ini adalah reaksi endotermik, yang menyerap tenaga.

Proses

Pembakaran perlawanan adalah tindak balas eksotermik

Telah disebutkan sebelumnya bahawa apabila reaksi eksotermik berlaku, pelepasan tenaga berlaku, yang dapat dilihat dengan lebih mudah dalam persamaan berikut:

Reagen → Produk + Tenaga

Jadi, untuk mengukur tenaga yang diserap atau dibebaskan oleh sistem, parameter termodinamik yang disebut entalpi (dilambangkan sebagai "H") digunakan. Sekiranya dalam sistem (dalam kes ini, reaksi kimia) terdapat pelepasan tenaga ke arah persekitaran, maka perubahan entalpi (dinyatakan sebagai ΔH) akan memiliki nilai negatif.

Jika tidak, jika variasi ukuran ini positif, ia mencerminkan penyerapan haba dari persekitaran. Begitu juga, besarnya perubahan entalpi sistem adalah ungkapan jumlah tenaga yang dipindahkan ke atau dari persekitaran.

Semakin besar magnitud ΔH, semakin besar pembebasan tenaga dari sistem ke persekitaran sekitarnya.

Ini berlaku kerana dalam reaksi ini tenaga bersih yang dilepaskan ketika ikatan baru diciptakan lebih besar daripada tenaga bersih yang digunakan dalam pemecahan ikatan.

Dari perkara di atas dapat disimpulkan bahawa reaksi kelas ini sangat biasa, kerana produk tindak balas mempunyai sejumlah tenaga yang tersimpan dalam ikatan yang lebih besar daripada yang terdapat pada reaktan pada awalnya.

Jenis-Jenis

Terdapat pelbagai jenis reaksi eksotermik dalam pelbagai bidang kimia, sama ada di makmal atau di industri; ada yang dijalankan secara spontan dan yang lain memerlukan keadaan tertentu atau sejenis bahan sebagai pemangkin untuk dihasilkan.

Jenis tindak balas eksotermik yang paling penting disenaraikan di bawah:

Reaksi pembakaran

Reaksi pembakaran adalah jenis redoks yang berlaku apabila satu atau lebih bahan bertindak balas dengan oksigen, secara amnya menghasilkan pelepasan cahaya dan tenaga termal - iaitu cahaya dan panas - ketika nyalaan dihasilkan.

Reaksi peneutralan

Reaksi peneutralan dicirikan oleh interaksi antara spesies berasid dan bahan alkali (asas) untuk membentuk garam dan air, yang menunjukkan sifat eksotermik.

Tindak balas pengoksidaan

Terdapat banyak reaksi jenis ini yang menunjukkan tingkah laku eksotermik, kerana pengoksidaan oksigen menyebabkan pembebasan sejumlah besar tenaga, seperti yang berlaku dalam pengoksidaan hidrokarbon.

Tindak balas termit

Tindak balas ini dapat menghasilkan suhu kira-kira 3000 ° C, dan kerana pertalian tinggi serbuk aluminium dengan sebilangan besar oksida logam, ia digunakan dalam pengelasan keluli dan besi.

Tindak balas polimerisasi

Jenis tindak balas ini adalah yang timbul apabila sebilangan spesies kimia yang disebut monomer bereaksi, yang merupakan unit yang apabila digabungkan diulang dalam rantai untuk membentuk struktur makromolekul yang disebut polimer.

Tindak balas pembelahan nuklear

Proses ini merujuk kepada pembahagian inti atom yang dianggap berat-iaitu, dengan bilangan jisim (A) lebih besar daripada 200- untuk menghasilkan serpihan atau inti yang lebih kecil dengan jisim perantaraan.

Dalam reaksi ini, di mana satu atau lebih neutron terbentuk, sejumlah besar tenaga dibebaskan kerana inti dengan berat yang lebih besar mempunyai kestabilan yang lebih sedikit daripada produknya.

Reaksi lain

Terdapat juga reaksi eksotermik lain yang sangat relevan, seperti dehidrasi sebilangan karbohidrat ketika bertindak balas dengan asid sulfurik, penyerapan air yang ditunjukkan oleh natrium hidroksida yang terdedah kepada udara terbuka atau pengoksidaan spesies logam dalam banyak reaksi kakisan.

Contoh tindak balas eksotermik

Berikut adalah beberapa contoh reaksi eksotermik, yang menghasilkan variasi entalpi yang mempunyai nilai negatif kerana fakta bahawa mereka melepaskan tenaga:

Lilin yang menyala

Proses pembakaran parafin dan sumbu lilin menghasilkan tindak balas eksotermik yang menghasilkan haba dan cahaya.

Nyalakan fosforus

Apabila korek api dinyalakan, reaksi dihasilkan antara bahan kimia yang membentuknya dan oksigen yang ada di udara. Dengan cara ini, tindak balas eksotermik dihasilkan yang menghasilkan cahaya dan panas.

Bernafas

Proses pernafasan menghasilkan reaksi eksotermik dalam sel semasa pertukaran gas. Dengan cara ini, glukosa bersama dengan oksigen diubah menjadi karbon dioksida dan haba.

Membakar kayu api

Membakar kayu menghasilkan tindak balas eksotermik kerana produk yang dihasilkan dari tindak balas ini menampakkan dirinya sebagai haba dan suhu.

Pembakaran propana

Sebagai contoh, pembakaran propana adalah tindak balas eksotermik spontan:

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

Natrium karbonat - tindak balas peneutralan asid hidroklorik

Satu lagi kes tingkah laku eksotermik ditunjukkan oleh reaksi peneutralan antara natrium karbonat dan asid hidroklorik:

NaHCO ₃ (aq) + HCl (aq) → NaCl (aq) + H ₂ O (l) + CO ₂ (g)

Pengoksidaan etanol kepada asid asetik

Pengoksidaan etanol kepada asid asetik yang digunakan dalam alat penghilang nafas juga ditunjukkan, reaksi lengkapnya ditunjukkan dalam persamaan berikut:

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

Tindak balas termit

Jenis reaksi eksotermik yang lain adalah tindak balas termit yang disebut, di mana aluminium bergabung dengan oksida logam, seperti yang ditunjukkan di bawah:

2Al (s) + Fe ₂ O ₃ (s) → Al ₂ O ₃ (+) (Fe)

Cukur keluli + cuka

Campuran ini berfungsi sebagai bentuk pembakaran perlahan di mana keluli mengalami proses pengoksidaan berkat tindakan cuka.

"Anjing menyalak"

Reaksi ini diberikan nama ini kerana mengeluarkan suara yang mirip dengan suara anjing yang menggonggong.

Tindak balas ini berlaku di dalam tabung makmal di mana nitrous oxide dan nitric oxide dan carbon bisulfate dicampurkan.

Botol kaca + alkohol

Mirip dengan reaksi yang dihasilkan oleh eksperimen yang disebutkan di atas, adalah dengan menggosok botol kaca dengan alkohol sedemikian rupa sehingga nyalaan dihasilkan.

Pencuci pakaian + air

Apabila sabun pencuci pakaian dilarutkan, reaksi eksotermik dapat dilihat. Ini adalah salah satu contoh reaksi eksotermik yang paling mudah dilihat di rumah.

Ubat gigi gajah

Ini adalah eksperimen yang biasa digunakan untuk menjelaskan dinamika tindak balas eksotermik. Ini terdiri daripada pelarutan hidrogen peroksida dalam beberapa medium sabun, sehingga dengan cara ini sejumlah besar busa dihasilkan.

Pemangkin (kalium iodida) ditambahkan ke dalam campuran ini, yang membantu penguraian peroksida dengan cepat.

Asid sulfurik + gula

Proses penyahhidratan gula menghasilkan tindak balas eksotermik yang jelas. Apabila anda mencampurkan asid sulfurik dengan gula, ia akan mengalami dehidrasi dan tiang asap hitam muncul, menyebabkan persekitaran berbau seperti tulang yang terbakar.

Natrium + air

Natrium atau medium alkali bertindak balas kuat dengan air. Semasa menambahkan logam alkali ke dalam air (litium, natrium, kalium, rubidium atau cesium) ia mesti bertindak balas.

Sejauh jumlah elemen lebih tinggi dalam jadual berkala, tindak balas akan lebih kuat.

Natrium asetat

Natrium asetat dikenali sebagai ais panas. Bahan ini bermula dari penghabluran larutan beku yang, bukannya melepaskan sejuk, melepaskan panas.

Kerana penampilannya, ia disebut "ais," tetapi sebenarnya natrium asetat yang dikristal adalah salah satu bahan yang paling biasa digunakan untuk membuat pemanasan tangan.

Soda + cuka

Campuran ini menghasilkan tindak balas eksotermik yang menghasilkan sejumlah besar buih, oleh itu ia biasanya digunakan untuk menyerupai letupan gunung berapi.

Jin di dalam botol

Dalam eksperimen ini, hidrogen peroksida (hidrogen peroksida) dicampurkan dengan kalium permanganat. Dengan cara ini, permanganat memecah hidrogen peroksida, menyebabkan sejumlah besar asap dan haba dilepaskan.

Beruang bergetah yang meletup

Beruang bergetah kaya dengan sukrosa (gula), zat yang, apabila dicampurkan dengan kalium klorat pada suhu tinggi, menghasilkan letupan ganas dan pergerakan beruang bergetah.

Kilat dalam tiub

Tindak balas ini berlaku apabila asid menghakis dicampurkan dengan alkohol atau aseton.

Dengan cara ini, reaksi kimia yang kuat dapat dilihat yang menghasilkan penghasilan cahaya di dalam tiub yang serupa dengan kilat.

Bekukan air

Semasa proses ini air membebaskan tenaga dalam bentuk panas, oleh itu apabila kubus air membeku, reaksi eksotermik berlaku.

Hakisan logam

Logam tulen, iaitu dalam keadaan semula jadi ketika mereka bersentuhan dengan udara menghasilkan tindak balas pengoksidaan bersama dengan penghasilan haba, oleh itu, proses ini dikatakan eksotermik.

Proses pembakaran gas

Proses pembakaran mana-mana gas, seperti metana atau gas asli, menghasilkan tindak balas eksotermik yang menampakkan dirinya dalam penjanaan haba dan pada beberapa kesempatan, apabila pembakaran berlaku secara terkawal, ia juga dapat menghasilkan cahaya.

Yang lain

Sebagai tambahan kepada contoh yang telah dijelaskan sebelumnya, terdapat pelbagai jenis reaksi yang juga dianggap eksotermik, seperti penguraian bahan organik tertentu dari bahan buangan untuk kompos.

Ini juga menyoroti pengoksidaan pigmen luciferin oleh tindakan enzim luciferase untuk menghasilkan ciri bioluminescence kunang-kunang, dan bahkan pernafasan, di antara banyak reaksi lain.

Rujukan

1. Wikipedia. (sf). Tindak balas eksotermik. Diperolehi dari es.wikipedia.org
2. BBC. (sf). Perubahan tenaga dan tindakbalas terbalik. Dipulihkan dari bbc.co.uk
3. Chang, R. (2007). Kimia, edisi kesembilan. (McGraw-Hill).
4. Walker, D. (2007). Reaksi Kimia. Dipulihkan dari books.google.co.ve
5. Saunders, N. (2007). Meneroka Reaksi Kimia. Diperolehi dari books.google.co.ve