Endergoonilise reaktsiooni omadused, näited



Üks endergooniline reaktsioon see on see, mis ei saa spontaanselt edasi minna ning nõuab ka suurt energiavarustust. Keemias on see energia tavaliselt kaloriline. Enim tuntud endergooniliste reaktsioonide seas on endotermilised reaktsioonid, st need, mis absorbeerivad soojust tootmiseks.

Miks ei ole kõik reaktsioonid spontaansed? Sest nad lähevad ülespoole termodünaamika seadustele: nad tarbivad energiat ja asjaomaste liikide moodustatud süsteemid vähendavad nende entropiat; see tähendab keemilistel eesmärkidel molekulaarselt rohkem tellitud.

Endergoonse reaktsiooni näide on telliskiviseina ehitamine. Ainuüksi tellised ei ole piisavalt kompaktsed, et moodustada tahke keha. Seda seetõttu, et puudub energiakasutus, mis propageerib nende ametiühinguid (kajastub ka nende võimalike madalate molekulidevaheliste interaktsioonide puhul).

Nii et seina ehitamiseks on vaja tsementi ja tööjõudu. See on energia ja mitte-spontaanne reaktsioon (seina ei ehitata automaatselt) muutub võimalikuks siis, kui tajutakse energiatarbimist (seina puhul majanduslik).

Kui mingit kasu ei ole, siis hakkab sein enne häireid kokku kukkuma ja selle telliseid ei saa kunagi koos hoida. Sama kehtib paljude keemiliste ühendite kohta, mille ehituskivid ei saa spontaanselt ühenduda.

Indeks

  • 1 Endergoonse reaktsiooni karakteristikud
    • 1.1 Suurendage süsteemi vaba energiat
    • 1.2 Nende toodete seosed on nõrgemad
    • 1.3 See on seotud eksergiliste reaktsioonidega
  • 2 Näited
    • 2.1 Fotosüntees
    • 2.2 Biomolekulide ja makromolekulide süntees
    • 2.3 Teemantide ja raskete toorühendite moodustumine
  • 3 Viited

Endergoonse reaktsiooni karakteristikud

Mis siis, kui seina saab ehitada spontaanselt? Selleks peavad telliste vahelised koostoimed olema väga tugevad ja stabiilsed, nii et tsementi või neid telliv isik ei ole vajalik; kui telliskivisein on vastupidav, siis hoiab neid kõvastunud tsement, mitte aga telliste materjali korralikult.

Seetõttu on endergoonse reaktsiooni esimesed omadused järgmised:

-See ei ole spontaanne

-Imab soojust (või muud tüüpi energia)

Ja miks see neelab energiat? Kuna nende toodetel on rohkem energiat kui reaktsioonis osalenud reagendid. Ülaltoodut saab esitada järgmise võrrandiga:

ΔG = GTooted-GReaktiivid

Kui ΔG on Gibbs vaba energia muutus. Nagu GToode on suurem (sest see on energilisem) kui GReaktiivid, lahutamine peab olema suurem kui null (ΔG> 0). Järgmine pilt võtab kokku, mida on äsja selgitatud

Pange tähele erinevust toodete ja reaktiivide vaheliste energiaolekute vahel (lilla joon). Seetõttu ei muundata reaktiive toodeteks (A + B => C), kui kõigepealt soojuse neeldumist ei toimu.

Suurendage süsteemi vaba energiat

Igal endergoonilisel reaktsioonil on seotud süsteemi Gibbs vaba energia suurenemine. Kui teatud reaktsiooni puhul on täidetud ΔG> 0, siis ei ole see spontaanne ja nõuab toiteallikat.

Kuidas teada saada matemaatiliselt, kui reaktsioon on endergónica? Järgmise võrrandi rakendamine:

ΔG = ΔH-TSS

Kus AH on reaktsiooni entalpia, st kogu vabanenud või neeldunud energia; ΔS on entropia muutus ja T temperatuur. TΔS on energiakadu, mida ei kasutata molekulide laiendamisel või tellimisel faasis (tahke, vedel või gaasiline)..

Seega on ΔG energia, mida süsteem saab töö tegemiseks kasutada. Kuna ΔG-l on endergoonse reaktsiooni jaoks positiivne märk, tuleb toodete saamiseks kasutada süsteemi (reaktiivid) energiat või tööd..

Seejärel, teades AH väärtusi (positiivne, endotermilise reaktsiooni ja negatiivse eksotermilise reaktsiooni puhul) ja TSS, saame teada, kas reaktsioon on endergoonne. See tähendab, et isegi kui reaktsioon on endotermiline, mitte see on tingimata endergoonne.

Jääkuubik

Näiteks sulab jääkuubik vedelas vees neelavas soojuses, mis aitab eraldada oma molekule; protsess on aga spontaanne ja seetõttu ei ole see endergooniline reaktsioon.

Ja kuidas on olukord, kus tahad jää sulatada temperatuuril alla -100ºC? Sellisel juhul muutub vaba energia võrrandi termin TΔS võrreldes AH-ga (kuna T väheneb) ja selle tulemusena on AG-l positiivne väärtus.

Teisisõnu: jää sulamine alla -100ºC on endergooniline protsess ja see ei ole spontaanne. Sarnane juhtum on vee külmutamine 50 ° C juures, mis ei juhtu spontaanselt.

Nende toodete lingid on nõrgemad

Teine oluline omadus, mis on seotud ka ΔG-ga, on uute võlakirjade energia. Moodustunud toodete ühendused on nõrgemad kui reaktiivid. Lingide tugevuse vähenemist kompenseerib aga massiline juurdekasv, mis peegeldub füüsikalistes omadustes.

Siin algab võrdlus telliseinaga tähenduseta. Eespool öeldu kohaselt peavad telliste sees olevad sidemed olema tugevamad kui nende ja tsemendi vahelised. Kuid seina tervikuna on oma suurema massi tõttu jäigem ja vastupidavam.

Näidete osas selgitatakse midagi sarnast, kuid suhkruga.

See on seotud eksergiliste reaktsioonidega

Kui endergoonilised reaktsioonid ei ole spontaansed, siis kuidas nad looduses toimuvad? Vastus on tingitud ühendamisest teiste reaktsioonidega, mis on üsna spontaansed (exergonic) ja mis mingil viisil soodustavad nende arengut.

Näiteks järgmine punkt vastab järgmisele keemilisele võrrandile:

A + B => C (endergooniline reaktsioon)

C + D => E (eksergiline reaktsioon)

Esimene reaktsioon ei ole spontaanne, nii et loomulikult ei saanud see juhtuda. Siiski võimaldab C tootmisel tekkida teine ​​reaktsioon, mis on pärit E-st.

Gibbs vaba energia lisamine kahele reaktsioonile, ΔG1 ja ΔG2, mille tulemus on väiksem kui null (ΔG<0), entonces el sistema presentará un incremento de la entropía y por lo tanto será espontáneo.

Kui C ei reageerinud D-ga, ei saanud A seda kunagi moodustada, sest puudus energiakompensatsioon (nagu tellise seinaga raha puhul). Siis öeldakse, et C ja D "tõmbavad" A ja B reageerima, kuigi see on endergooniline reaktsioon.

Näited

Fotosüntees

Taimed kasutavad päikeseenergiat süsivesikute ja hapniku tekitamiseks süsinikdioksiidist ja veest. CO2 ja O2, väikesed molekulid, millel on tugevad sidemed, mis moodustavad suhkruid, rõngasstruktuure, mis on raskemad, tahkemad ja sulavad temperatuuril umbes 186 ° C.

Pange tähele, et C-C, C-H ja C-O sidemed on nõrgemad kui O = C = O ja O = O. Ja suhkru ühikust saab taime sünteesida polüsahhariide, näiteks tselluloosi.

Biomolekulide ja makromolekulide süntees

Endergoonilised reaktsioonid on osa anaboolsetest protsessidest. Sarnaselt süsivesikutele vajavad teised biomolekulid, nagu valgud ja lipiidid, keerulisi mehhanisme, mis ilma nendeta ja ATP hüdrolüüsi reaktsiooniga sidumata oleksid olemas..

Endergooniliste reaktsioonide näited on ka metaboolsed protsessid, nagu raku hingamine, ioonide difusioon rakumembraanide kaudu ja hapniku transportimine vereringesse..

Teemantide ja raskete toorühendite moodustumine

Teemandid nõuavad tohutut survet ja temperatuuri, nii et nende komponente saab tihendada kristalses tahkis.

Siiski on mõned kristallid spontaansed, kuigi need esinevad väga aeglasel kiirusel (spontaansusel ei ole mingit seost reaktsiooni kineetikaga)..

Lõpuks kujutab toornafta endast ainult endergoonsete reaktsioonide, eriti raskete süsivesinike või makromolekulide, mida nimetatakse asfalteenideks, toodet..

Nende struktuurid on väga keerulised ja nende sünteesiks on vaja pikka aega (miljoneid aastaid), soojust ja baktereid.

Viited

  1. QuimiTube. (2014). Endergoonilised ja eksergilised reaktsioonid. Välja otsitud: quimitube.com
  2. Khan Akadeemia. (2018). Vaba energia Välja otsitud aadressilt: www.khanacademy.org
  3. Bioloogia sõnaraamat. (2017). Endergoonse reaktsiooni määratlus. Välja otsitud andmebaasist: biologydictionary.net
  4. Lougee, Mary. (18. mai 2018). Mis on endergooniline reaktsioon? Science. Välja otsitud andmebaasist: sciencing.com
  5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22. juuni 2018). Endergonic vs Exergonic (näidetega). Välja otsitud andmebaasist: thinkco.com
  6. Arrington D. (2018). Endergooniline reaktsioon: määratlus ja näited. Uuring. Välja otsitud: study.com
  7. Audersirk Byers. (2009). Elu Maal Mis on energia? [PDF] Välja otsitud andmebaasist: hhh.gavilan.edu