Waarom gebeuren er endotherme reacties? + Voorbeeld

Er zijn twee mogelijke redenen:

1. omdat de reactie producten produceert met een hogere mate van wanorde (bijv. vloeibare <oplossingen <gasvormige stoffen, zijn meer verstoord dan vaste stoffen) en / of in die gevallen waarin het aantal molen producten hoger is dan het aantal mol reactanten (voorbeeld: ontbindingsreacties).

2. omdat het systeem open is, d.w.z. dat een bepaald product fysisch en onomkeerbaar van het reagerende systeem wordt afgetrokken (bijvoorbeeld formaat van precipitaten, complexen, opeenvolgende reacties waarbij het evenwicht niet wordt bereikt, zoals in levende systemen, enz.)

Over punt 1. Het is de moeite waard om te weten dat de neiging om de meest stabiele (energetisch) systemen te vormen, zoals gebeurt in exotherme reacties, zoals gemeten door een negatieve enthalpievariatie, niet de enige drijvende kracht is voor de spontaniteit van chemische reacties. Een andere belangrijke drijvende kracht is de neiging om meer ongeordende systemen te produceren, waarbij de toename van wanorde, of toenemende waarschijnlijkheid, wordt gemeten door de Entropy-variatie vermenigvuldigd met T (T = absolute temperatuur). Voor spontane-endotherme reacties prevaleert de term Entropie boven de Enthalpy-term.

Het is gemakkelijker om deze omstandigheid te begrijpen met enkele veel voorkomende fysische transformaties, zoals verdamping in een dichte fles: een druppel alcohol of ether verdampt spontaan, zelfs als de verdamping energie aftrekt (is endotherm), omdat de moleculen in de dampfase veel meer entropie hebben (stoornis) van dezelfde moleculen in de vloeibare fase.

Het oplossen van gewone zouten in water, zoals KCl, is vaak een spontaan & endotherm proces, omdat de oplossing veel meer verstoord is dan het kristal + gescheiden water, waardoor het proces wordt aangedreven ondanks dat de hydratatie-energie (van ion-water-bindingen) lager is dan de ionische roosterenergie (de energie die wordt verbruikt om de kristalionen te scheiden) waardoor het hele proces endotherm wordt.

Over punt 2. De Le Chatelier-wet van evenwicht, stelt dat het aftrekken van een product van de evenwichtstoestand, het systeem reageert om een nieuwe evenwichtsconditie te reproduceren, en dit impliceert dat nieuwe reactanten worden getransformeerd om het afgetrokken product te herstellen. Dit herstel van de evenwichtstoestand na onbalans vindt onafhankelijk plaats door het exotherme of endotherme karakter van de reactie. Dus, in een open systeem waarin een van de producten van het evenwicht continu uittrekt, zal de reactie continu doorgaan tot een van de reactanten eindigt, zelfs als de reactie endotherm is en als de entropieterm ongunstig is.

Soms worden de redenen 1 en 2 gecombineerd, bijvoorbeeld wanneer de reactie een gas in een open vat produceert, zoals in deze zeer beroemde en verbazingwekkende reactie, waarin gasvormige ammoniak, een vloeibare oplossing en meer mol producten worden geproduceerd:

Ik hoop dat je een volledig begrip en vertrouwdheid hebt met endotherme reacties-transformaties.