In dit artikel, "exotherme reactievoorbeelden", worden verschillende soorten voorbeelden en enkele numerieke problemen met oplossingen voor exotherme reacties kort besproken.
De voorbeelden zijn-
- Verbrandingsreactie
- Neutralisatie-reactie
- Corrosiereactie
- Kristallisatie van natriumacetaat of "Hot Ice"
- Een ijsblokje maken
- Kernsplijting van uranium (U-235)
- Ademhaling
- Vorming van ionenparen
- Reactie tussen water en calciumchloride
- Thermiet reactie
- Ontleding van groenten tot compost
- Oplossing van zwavelzuur en water
Wat is een exotherme reactie?
exotherme reactie wordt in de thermodynamica gedefinieerd als een type reactie waarbij energie vrijkomt in de vorm van warmte (soms in de vorm van licht, geluid of elektriciteit) van het systeem naar de omgeving.
Voor een exotherme reactie is de verandering van enthalpie (ΔH) negatief (minder dan nul).
Volg voor meer informatie: N2 polair of niet-polair: waarom, hoe, kenmerken en gedetailleerde feiten
Verbrandingsreactie
Verbrandingsreactie is een bekend voorbeeld van een exotherme reactie bij hoge temperatuur. Verbranding is in feite een redoxchemische reactie waarbij elke verbinding wordt geoxideerd in aanwezigheid van zuurstof uit de lucht en meestal worden geoxideerde gasvormige producten verkregen.
Evenwichtige vergelijking van methaanverbranding is hieronder geschreven-
CH4 + 22 = CO2 + 2H2O
Neutralisatie-reactie
Neutralisatiereactie is een type reactie waarbij zuur wordt geneutraliseerd door druppelsgewijs base toe te voegen. Dit is dus een type titratie. Na neutralisatie geen overtollig H+ of OH- ionen blijven ongereageerd in het reactiemedium.
Voor een neutralisatie-reactie, verandering van enthalpie (ΔH) is altijd negatief.
HCl+NaOH = NaCl+ H2O
Ga voor meer informatie door: Is HBr ionisch of covalent: waarom? Hoe, kenmerken en gedetailleerde feiten
Corrosiereactie
Corrosie is een type van oxidatie reactie waarbij een gas dat zuurstof (lucht) bevat het oppervlak van een metaal aanvalt om een oxide te vormen.
Het roesten van ijzer is een type corrosiereactie omdat tijdens het roesten ijzermetaal wordt geoxideerd door atmosferische zuurstof bij normale temperatuur in aanwezigheid van vocht.
4Fe + 3O2 +2xH2O = 2 Fe2O3.xH2O
Kristallisatie van natriumacetaat of "Hot Ice"
Vast natriumacetaattrihydraat verwarmt boven 330 K en de drie kristalwatermoleculen worden geëlimineerd en het watervrije kristal wordt opgelost in water. Het kristal is volledig opgelost bij 352K. De hydratatiewarmte van natriumacetaattrihydraat (ΔHlengte) hoger is dan 40 kcal/mol, een endotherm proces. Dus, het omgekeerde proces, kristallisatie is een exotherm proces.
Een ijsblokje maken
Vorming van ijs uit water is een voorbeeld van faseverandering reactie. Tijdens deze faseverandering wordt een bepaalde hoeveelheid energie in de vorm van warmte afgegeven aan de omgeving. Water bevriest onder de 273K en verliest een bepaalde hoeveelheid energie in de vorm van warmte aan de omgeving om ijs te vormen. Als water van 273K bevriest en ijs vormt bij dezelfde temperatuur, dan is de hoeveelheid energie die vrijkomt gelijk aan de latente warmte (80cal/g).
Volg voor meer informatie: Peptidebinding versus disulfidebinding: vergelijkende analyse en feiten
Kernsplijting van uranium (U-235)
Kernsplijting genereert een grote hoeveelheid energie zoals bij kernsplijting massa wordt omgezet in energie volgens deze wet ΔE= Δm×c2. Bij de splijtingsreactie is het splitsen van een atoomkern in twee kleine samenstellende atomen door een neutron (0n1) aan te vallen. Het is ook een voorbeeld van ketting reactie zoals bij elke stap van kernsplijting neutronen wordt gegenereerd en dit nieuw genererende neutron kan een andere uraniumkern aanvallen.
Ademhaling
aërobe en anaërobe ademhaling komt voor in mitochondriën in een cel en genereert warmte-energie om te helpen bij verschillende biologische activiteiten in levende organismen. Dus, in de lijst met exotherme reactie voorbeeld ademhaling moet worden opgenomen. 38 ATP- en 2 ATP-afgiftes per glucosemolecuul voor respectievelijk aerobe en anaerobe ademhaling. Bij aerobe ademhaling komt bijna 3000 KJ/mol energie vrij wanneer glucose (voedsel) wordt geoxideerd door zuurstof.
C6H12O6 + 62 = 6 CO2 + 6H2O+ Energie
Vorming van ionenparen
Vorming van ionenparen of ionassociatie wordt gedefinieerd als wanneer twee ionen met tegengestelde elektrische lading in een oplossing met elkaar in contact komen en een afzonderlijke chemische entiteit vormen. Deze positief en negatief geladen twee ionen komen met elkaar in contact als gevolg van de elektrostatische aantrekkingskracht tussen hen. Bij de vorming van deze afzonderlijke ionische entiteit wordt de hoeveelheid energie die vrijkomt en ΔH negatief.
Kijk voor meer informatie op: Vorming van peptidebindingen: hoe, waarom, waar, uitgebreide feiten eromheen
Reactie tussen water en calciumchloride
Het mengen van calciumchloride (CaCl2) met water levert een enorme hoeveelheid energie op en dus een voorbeeld van chemische exotherme reactie. Zoutzuur zuur en calciumoxide als product worden verkregen.
CaCl2 + H2O = Ca(OH)2 +HCl
Thermiet reactie
Reactie van ijzeroxide met aluminium wordt thermietreactie genoemd en het mengsel van deze twee verbindingen staat bekend als thermiet. Deze twee reactanten moeten in poedervorm zijn. Bij deze reactie komt over het algemeen een grote hoeveelheid energie vrij met aluminiumoxide, elementair ijzer en licht.
Fe2O3 + 2Al = 2Fe + Al2O3
Ontleding van groenten tot compost
Deze ontleding wordt uitgevoerd door microben en vereist een grotere hoeveelheid energie voor het verbreken van de chemische bindingen die in die groenten aanwezig zijn. Deze reactie verloopt ook via een exotherme route.
Oplossing van zwavelzuur en water
Zwavelzuur reageert onmiddellijk met water en het is een hoge exotherme reactie. Daarom wordt er geen water in de beker gegoten geconcentreerd zwavelzuur, maar wordt zwavelzuur langzaam in water toegevoegd. Nadat water aan zuur is toegevoegd, begint het te koken en bereikt de temperatuur binnen korte tijd een zeer hoge waarde.
Verschillende numerieke problemen bij exotherme reactie worden hieronder besproken-
1. Overweeg de reactie van watervorming. 2H2 (g) + O2 (g) = 2H2O (g). De bindingsdissociatie-energie van HH-binding O=O-binding en OH-binding zijn respectievelijk 105 kcal/mol en 119 kcal/mol 110 kcal/mol. Bereken de hoeveelheid energie die wordt geabsorbeerd en vrijgegeven en geef dit aan als exotherme of endotherme reactie.
Antwoord: De evenwichtige vergelijking van watervorming is-
2H2 (g) + O2 (g) = 2H2O (g).
Aan de kant van de reactanten is de totale energie van de reactanten =2 (H-H-binding) + 1 (O=O-binding) = {(2 ×105) + 119} kcal/mol = 329 kcal/mol
Aan productzijde totale energie bezeten door watermolecuul = 4 (OH-binding)
= (4×110) kcal/mol = 440 kcal/mol Enthalpieverandering (ΔH) = enthalpie verbroken binding – enthalpie vorming binding = (329-440) kcal/mol. = -111 kcal/mol
Het is dus een exotherme reactie (enthalpieverandering negatief).
2. Bereken de vrijgekomen energie in de volgende kernsplijtingsreactie- 238U = 95Zr + 140 Xe + 3n.
De atoommassa van 238U= 238.050784 am, 95Sr = 94.919388 amu, 140Xe = 139.921610 amu en massa van neutronen (0n1) = 1.008665 am.
Antwoord: Massa van de producten = {94.919388 + 139.921610 + (3×1.008665)} amu = 237.866993 amu. Massa van de reactant = 238.050784 amu Massadefect = (238.050784 – 237.866993) amu = 0.183791 amu. Energie die vrijkomt als gevolg van massadefect = Δm×c2 = 171.20 MeV.
3. Bereken del H voor de reactie-2NO2 (g) = N2 (g) + 2O2 (G)
De enthalpie verandert voor de onderstaande reactie-
2NO (g) = N2 (g) + O2 (g) ΔH = -180.5 KJ NEE2 (g) = NEE (g) + (1/2) O2 ΔH = 57.06 KJ
Antwoord: 2NO (g) = N2 (g) + O2 (g) (2nd reactie× 2) NEE2 (g) = NEE (g) + (1/2) O2
Resulterende vergelijking is = 2NO2 (g) = N2 (g) + 2O2 (g) De enthalpieverandering van deze reactie is dus (ΔH) = {-180.5 + (2×57.06)} KJ = -66.38 KJ.
Veel gestelde vragen (FAQ)
Hoe kan de snelheid van een exotherme reactie worden verhoogd?
Antwoord: Exotherme of endotherme reactie hangt af van de temperatuur. Indien de temperatuur van het reactiemedium wordt verhoogd, zal de mate van exotherme reactie toenemen.
Wat is het verschil tussen een exotherme en een endotherme reactie?
Endotherme reactie | exotherme reactie |
Endotherme reactie absorbeert energie | Bij exotherme reactie komt energie vrij. |
Verandering van enthalpie (ΔH) is positief. | Verandering van enthalpie (ΔH) is negatief. |
Verlaging van de temperatuur verhoogt de snelheid van de reactie | Verhoging van de temperatuur bevordert de voorwaartse reactie. |
Wat is de verandering van entropie voor een exotherme reactie?
Antwoord: Voor een exotherme reactie neemt de entropie van de omgeving altijd toe naarmate er energie vrijkomt van het systeem naar de omgeving.
Lees ook:
- Voorbeelden van samengestelde katrollen
- Voorbeelden van elastische krachten
- Voorbeelden van foto-autotrofe bacteriën
- Voorbeelden van verplaatsing
- Centripetale kracht voorbeelden definitie faq
- Voorbeelden van waterstofbruggen
- Voorbeelden van metathesereacties
- Voorbeelden van condensatie
- Voorbeelden van alkylhalogenide
- Voorbeelden van conservatieve krachten
Hallo,
Ik ben Aditi Ray, een chemie-KMO op dit platform. Ik heb mijn diploma scheikunde behaald aan de Universiteit van Calcutta en een postdoctorale opleiding aan de Techno India University met een specialisatie in anorganische chemie. Ik ben erg blij om deel uit te maken van de Lambdageeks-familie en ik wil het onderwerp graag op een simplistische manier uitleggen.
Laten we verbinding maken via LinkedIn-https://www.linkedin.com/in/aditi-ray-a7a946202