Gerald R. Van Hecke, Professor i kemi vid Harvey Mudd College, ger följande svar:
Vi kan alla uppskatta att vatten inte spontant kokar vid rumstemperatur; i stället måste vi värma det., Eftersom vi måste lägga till värme är kokande vatten en process som kemister kallar endotermisk. Självklart, om vissa processer kräver värme, måste andra avge värme när de äger rum. Dessa är kända som exoterma. Vid denna diskussion kommer processer som kräver eller avger värme att begränsas till förändringar av tillstånd, kända som fasförändringar och förändringar i kemisk konstitution eller kemiska reaktioner.
förändringar av tillstånd innebär en fast smältning, en flytande frysning, en flytande kokning eller en gaskondensering. När ånga, som är gasformigt vatten, kondenserar, släpps värme., På samma sätt när flytande vatten fryser, ges värme av. I själva verket måste värmen kontinuerligt avlägsnas från frysvattnet eller frysprocessen kommer att sluta. Vår erfarenhet gör det enkelt för oss att inse att koka vatten eller någon vätska och därmed omvandla till en gas, värme krävs och processen är endotermisk. Det är mindre intuitivt att förstå att när en gas kondenserar till en vätska, ges värme av och processen är exoterm.
kanske är det lättare att förklara en exoterm fasförändring med hjälp av följande argument., Flytande vatten måste ha energi i det för att bli ånga, och att energi inte går förlorad. I stället behålls den av gasformiga vattenmolekyler. När dessa molekyler kondenserar för att bilda flytande vatten igen måste den energi som sätts in i systemet släppas ut. Och denna lagrade energi släpps ut som exoterm värme. Samma argument kan göras för frysprocessen: energi sätts i en vätska under smältning, så frysning av vätskan i en fast återför den energin till omgivningen.
liksom fasförändringar kan kemiska reaktioner uppstå vid applicering eller frisättning av värme., De som kräver värme att uppstå beskrivs som endoterma, och de som släpper ut värme som exoterma. Även om vi i allmänhet är ganska bekanta med endotermiska fasförändringar, är vi förmodligen ännu mer bekanta med exoterma kemiska reaktioner: nästan alla har upplevt värmen hos en eldstad eller lägereld. Brinnande trä ger värme genom den exoterma kemiska reaktionen av syre (O) med cellulosa (C6H10O5), den viktigaste kemiska komponenten i trä, för att producera koldioxid (CO2), ånga (H2O) och värme., Den kemiska reaktionen som beskriver processen är C6H10O5 + 6O2 = 6CO2 + 5H2O + värme.
i dagens rymdålder har förmodligen alla sett en raketuppskjutning på TV eller, om det är tur, personligen. Vilka krafter dessa raketer är mycket exoterma kemiska reaktioner. En raket bränsle använder en blandning av fasta ammoniumperklorat (NH4ClO4) och aluminium metall (Al) för att producera en stabil aluminium-oxid, saltsyra gas, dinitrogen gas, ånga och värme: Den kemiska reaktionen kan beskrivas som 6NH4ClO4 + 10Al = 5Al2O3 + 6HCl + 3N2 + 9H2O + värme.,
de stora böljorna av vita moln som ses bakom lanserade raketer är verkligen produktgaserna som sprider det vita aluminiumoxidpulveret. Var kommer den exoterma värmeenergin från? Värmen kommer från den energi som lagras i reaktantmolekylernas kemiska bindningar-vilket är större än den energi som lagras i produktmolekylernas kemiska bindningar. I endoterma kemiska reaktioner är situationen omvänd: mer kemisk energi lagras i produktmolekylernas bindningar än i reaktantmolekylernas bindningar.
Lämna ett svar