Endergono reakcijos charakteristikos, pavyzdžiai



Vienas endergono reakcija tai yra tas, kuris negali praeiti spontaniškai, ir taip pat reikalauja didelės energijos tiekimo. Chemijoje ši energija paprastai yra kalorijų. Labiausiai žinoma tarp visų endergoninių reakcijų yra endoterminės reakcijos, ty tos, kurios absorbuoja šilumą gaminti.

Kodėl ne visos reakcijos spontaniškos? Kadangi jie eina aukštyn į termodinamikos įstatymus: jie suvartoja energiją, o susijusių rūšių sistemos mažina jų entropiją; tai yra, cheminiais tikslais, jie tampa molekuliniu būdu labiau užsakomi.

Plytų sienos statyba yra endergoninės reakcijos pavyzdys. Vien tik plytos nepakankamai kompaktiškos, kad sudarytų tvirtą kūną. Taip yra todėl, kad nėra energijos padidėjimo, skatinančio jų sąjungas (taip pat atsispindi ir jų mažose tarpmolekulinėse sąveikose).

Taigi, norint statyti sieną, reikia cemento ir darbo jėgos. Tai energija, o ne spontaniška reakcija (siena nebus pastatyta automatiškai) tampa įmanoma, jei suvokiama energijos nauda (ekonominė, sienos atveju).

Jei nėra jokios naudos, siena žlugs prieš bet kokius trikdžius, o jos plytos niekada negali būti laikomos kartu. Tas pats pasakytina apie daugelį cheminių junginių, kurių statybiniai elementai negali spontaniškai susivienyti.

Indeksas

  • 1 Endergono reakcijos charakteristikos
    • 1.1 Padidinkite laisvą sistemos energiją
    • 1.2 Jų produktų ryšiai yra silpnesni
    • 1.3 Jis susietas su exergoninėmis reakcijomis
  • 2 Pavyzdžiai
    • 2.1 Fotosintezė
    • 2.2 Biomolekulių ir makromolekulių sintezė
    • 2.3 Deimantų ir sunkiųjų neapdorotų junginių susidarymas
  • 3 Nuorodos

Endergono reakcijos charakteristikos

Ką daryti, jei siena gali būti pastatyta spontaniškai? Tam plytų tarpusavio sąveika turi būti labai stipri ir stabili, kad cementas ar juos užsakantis asmuo nebūtų reikalingas; o plytų siena, nors ji yra atspari, kietas cementas juos laiko kartu, o ne plytų medžiaga..

Todėl pirmosios endergoninės reakcijos savybės yra šios:

-Tai nėra spontaniška

-Sugeria šilumą (arba kitą energijos rūšį)

Ir kodėl ji sugeria energiją? Kadangi jų produktai turi daugiau energijos nei reakcijos dalyviai. Pirmiau pateiktą informaciją galima pavaizduoti su šia lygtimi:

ΔG = GProduktai-GReagentai

Kur ΔG yra laisvos energijos Gibbs pakeitimas. Kaip GProduktas yra didesnis (nes jis yra energingesnis) nei GReagentai, atimtis turi būti didesnė nei nulis (ΔG> 0). Šis paveikslėlis apibendrina ką tik paaiškinta:

Atkreipkite dėmesį į skirtumą tarp energijos būsenos tarp produktų ir reagentų (violetinė linija). Todėl reagentai nekeičiami į produktus (A + B => C), jei iš pradžių nėra šilumos sugerties.

Padidinkite laisvą sistemos energiją

Kiekviena endergoninė reakcija padidina sistemos „Gibbs“ laisvąją energiją. Jei tam tikra reakcija įvykdyta ΔG> 0, tuomet jis nebus spontaniškas ir reikės atlikti energijos tiekimą.

Kaip matematiškai žinoti, ar reakcija yra endergonika? Taikant šią lygtį:

ΔG = ΔH-TΔS

Kai ΔH yra reakcijos entalpija, ty bendra energija, išleista arba absorbuojama; ΔS yra entropijos pokytis ir T temperatūra. Faktorius TΔS yra energijos praradimas, nenaudojamas molekulių išplėtimui arba užsakymui fazėje (kieta, skysta ar dujinė).

Taigi ΔG yra energija, kurią sistema gali naudoti darbui atlikti. Kadangi ΔG turi teigiamą ženklą endergoninei reakcijai, sistema (reagentai) turi būti naudojama energijai ar darbui, kad gautų produktus..

Tada, žinant ΔH (teigiamos, endoterminės reakcijos ir neigiamos, egzoterminės reakcijos) vertes ir TΔS, galime žinoti, ar reakcija yra endergoninė. Tai reiškia, kad net jei reakcija yra endoterminė, ne tai būtinai yra endergoninis.

Ledo kubas

Pavyzdžiui, ledo kubas tirpsta skystame vandenyje sugeriančioje šilumoje, kuri padeda atskirti jo molekules; tačiau procesas yra spontaniškas, todėl jis nėra endergoninė reakcija.

O kaip situacija, kai norite ištirpti ledą esant žemesnei nei -100ºC temperatūrai? Tokiu atveju laisvos energijos lygties terminas TΔS tampa mažas, palyginti su ΔH (nes T sumažėja), todėl ΔG turės teigiamą vertę.

Kitaip tariant, lydantis ledas žemiau -100ºC yra enderginis procesas, o tai nėra spontaniškas procesas. Panašus atvejis - užšaldyti vandenį maždaug 50 ° C temperatūroje, kuri savaime neįvyksta.

Jų produktų ryšiai yra silpnesni

Kita svarbi ypatybė, susijusi ir su ΔG, yra naujų obligacijų energija. Susidariusių produktų sąsajos yra silpnesnės nei reagentų. Tačiau ryšių stiprumo sumažėjimą kompensuoja masinis pelnas, kuris atsispindi fizinėse savybėse.

Čia palyginimas su plytų siena pradeda prarasti prasmę. Remiantis tuo, kas išdėstyta pirmiau, plytų viduje esančios sąsajos turi būti stipresnės už jas ir cementą. Tačiau dėl didesnės masės visa siena yra standesnė ir atsparesnė.

Pavyzdžių skyriuje bus paaiškinta kažkas panašaus, bet su cukrumi.

Jis siejamas su exergoninėmis reakcijomis

Jei endergoninės reakcijos nėra spontaniškos, kaip jos vyksta gamtoje? Atsakymas yra susijęs su kitomis reakcijomis, kurios yra gana spontaniškos (exergonic) ir kurios tam tikru būdu skatina jų vystymąsi.

Pvz., Šis cheminis lygtis reiškia šį tašką:

A + B => C (endergoninė reakcija)

C + D => E (exergoninė reakcija)

Pirmoji reakcija nėra spontaniška, todėl natūraliai tai neįvyko. Tačiau C gamyba leidžia susidaryti antrai reakcijai, kilusiai iš E.

Gibbso laisvos energijos pridėjimas dviem reakcijoms, ΔG1 ir ΔG2, rezultatas yra mažesnis nei nulis (ΔG<0), entonces el sistema presentará un incremento de la entropía y por lo tanto será espontáneo.

Jei C nereagavo į D, A niekada negalėjo ją formuoti, nes nebuvo energijos kompensacijos (kaip pinigai su plytų siena). Tada sakoma, kad C ir D "traukia" A ir B reaguoti, nors tai yra endergoninė reakcija.

Pavyzdžiai

Fotosintezė

Augalai naudoja saulės energiją angliavandenių ir deguonies susidarymui iš anglies dioksido ir vandens. CO2 ir O2, mažos molekulės, turinčios stiprias jungtis, kurių sudėtyje yra cukrų, žiedinių konstrukcijų, kurios yra sunkesnės, kietesnės, ir lydosi maždaug 186 ° C temperatūroje.

Atkreipkite dėmesį, kad C-C, C-H ir C-O ryšiai yra silpnesni nei O = C = O ir O = O. Ir iš cukraus vieneto augalas gali susintetinti polisacharidus, tokius kaip celiuliozė.

Biomolekulių ir makromolekulių sintezė

Endergoninės reakcijos yra anabolinių procesų dalis. Kaip ir angliavandeniai, kitoms biomolekulėms, pvz., Baltymams ir lipidams, reikalingi sudėtingi mechanizmai, kurie be jų ir nesusiję su ATP hidrolizės reakcija negalėtų egzistuoti.

Be to, metaboliniai procesai, tokie kaip ląstelių kvėpavimas, jonų difuzija per ląstelių membranas ir deguonies pernešimas per kraują, yra enderginių reakcijų pavyzdžiai..

Deimantų ir sunkiųjų neapdorotų junginių susidarymas

Deimantai reikalauja milžiniško slėgio ir temperatūros, kad jų komponentai būtų suspausti kristaline kieta medžiaga.

Tačiau kai kurie kristalizacijos būdai yra spontaniški, nors jie vyksta labai lėtai (spontaniškumas neturi jokio ryšio su reakcijos kinetika)..

Galiausiai vien tik nafta yra endergoninių reakcijų, ypač sunkiųjų angliavandenilių arba makromolekulių, vadinamų asfaltenais, produktas..

Jų struktūros yra labai sudėtingos, o jų sintezei reikalingas ilgas laikas (milijonai metų), šilumos ir bakterijų.

Nuorodos

  1. „QuimiTube“. (2014). Endergoninės ir exergoninės reakcijos. Gauta iš: quimitube.com
  2. Khan akademija. (2018). Laisva energija Gauta iš: www.khanacademy.org
  3. Biologijos žodynas. (2017). Endergoninės reakcijos apibrėžimas. Gauta iš: biologydictionary.net
  4. Lougee, Marija. (2018 m. Gegužės 18 d.). Kas yra Endergonic reakcija? Moksliniai tyrimai. Gauta iš: sciencing.com
  5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2018 m. Birželio 22 d.). Endergonic vs Exergonic (su pavyzdžiais). Gauta iš: thinkco.com
  6. Arringtonas D. (2018). Endergoninė reakcija: apibrėžimas ir pavyzdžiai. Tyrimas. Gauta iš: study.com
  7. Audersirk Byers. (2009). Gyvenimas Žemėje Kas yra energija? [PDF] Gauta iš: hhh.gavilan.edu