Gerald R. Van Hecke, hoogleraar scheikunde aan het Harvey Mudd College, geeft het volgende antwoord:
We kunnen allemaal begrijpen dat water niet spontaan kookt bij kamertemperatuur; in plaats daarvan moeten we het verwarmen., Omdat we warmte moeten toevoegen, is kokend water een proces dat chemici endotherm noemen. Het is duidelijk dat als sommige processen warmte vereisen, andere warmte moeten afgeven wanneer ze plaatsvinden. Deze staan bekend als exotherm. Voor de doeleinden van deze discussie, processen die warmte vereisen of afgeven zal worden beperkt tot veranderingen van de toestand, bekend als faseveranderingen, en veranderingen in de chemische samenstelling, of chemische reacties.
veranderingen in de toestand omvatten een vaste smelting, een vloeibare bevriezing, een vloeibare koking of een gascondensatie. Wanneer stoom, dat gasvormig water is, condenseert, komt warmte vrij., Ook wanneer vloeibaar water bevriest, wordt warmte afgegeven. In feite moet er voortdurend warmte uit het vriezende water worden verwijderd, anders stopt het vriesproces. Onze ervaring maakt het voor ons gemakkelijk om te beseffen dat om water of een vloeistof te koken en daardoor om te zetten in een gas, warmte nodig is en het proces is endotherm. Het is minder intuïtief om te begrijpen dat wanneer een gas condenseert tot een vloeistof, warmte wordt afgegeven en het proces exotherm is.
misschien is het makkelijker om een exotherme faseverandering te verklaren met behulp van het volgende argument., Vloeibaar water moest energie hebben om stoom te worden, en die energie gaat niet verloren. In plaats daarvan wordt het vastgehouden door de gasvormige watermoleculen. Wanneer deze moleculen condenseren om weer vloeibaar water te vormen, moet de energie in het systeem worden vrijgegeven. Deze opgeslagen energie wordt afgegeven als exotherme warmte. Hetzelfde argument kan worden aangevoerd voor het proces van invriezen: energie wordt in een vloeistof gebracht tijdens het smelten, dus het invriezen van de vloeistof in een vaste stof geeft die energie weer terug aan de omgeving.
net als faseveranderingen kunnen chemische reacties optreden bij het aanbrengen of vrijkomen van warmte., Degenen die warmte nodig hebben om te voorkomen worden beschreven als endotherm, en degenen die warmte vrij te geven als exotherm. Hoewel we over het algemeen goed bekend zijn met endotherme faseveranderingen, zijn we waarschijnlijk nog meer bekend met exotherme chemische reacties: bijna iedereen heeft de warmte van een haard of kampvuur ervaren. Het verbranden van hout zorgt voor warmte door de exotherme chemische reactie van zuurstof (O) met cellulose (C6H10O5), de belangrijkste chemische component van hout, om koolstofdioxide (CO2), stoom (H2o) en warmte te produceren., De chemische reactie die het proces beschrijft is C6H10O5 + 6O2 = 6CO2 + 5h2o + warmte.
in het huidige ruimtetijdperk heeft waarschijnlijk iedereen een raketlancering gezien op televisie of, als het geluk heeft, persoonlijk. Wat deze raketten aandrijft zijn zeer exotherme chemische reacties. Eén raketbrandstof gebruikt een mengsel van vast ammoniumperchloraat (NH4ClO4) en aluminiummetaal (Al) om een vast aluminiumoxide, zoutzuur, dinitrogengas, stoom en warmte te produceren: de chemische reactie kan worden beschreven als 6NH4ClO4 + 10Al = 5Al2O3 + 6HCl + 3N2 + 9H2O + warmte.,
De grote golven van witte wolken achter gelanceerde raketten zijn in werkelijkheid de productgassen die het witte aluminiumoxidepoeder verspreiden. Waar komt de exotherme warmte-energie vandaan? De warmte komt van de energie die is opgeslagen in de chemische bindingen van de reactantmoleculen-wat groter is dan de energie die is opgeslagen in de chemische bindingen van productmoleculen. Bij endotherme chemische reacties is de situatie omgekeerd: er wordt meer chemische energie opgeslagen in de bindingen van de productmoleculen dan in de bindingen van de reactantmoleculen.
Geef een reactie