A reacție exergonică Este una care apare spontan și care, în general, este însoțită de o eliberare de energie, fie sub formă de căldură, lumină sau sunet. Când se eliberează căldură, se spune că ne confruntăm cu o reacție exotermă și exergonică.
De aceea, termenii „exotermic” și „exergonic” sunt confundați, devenind în mod eronat tratați ca sinonime. Acest lucru se datorează faptului că multe reacții exoterme sunt, de asemenea, exergonice. Prin urmare, dacă se observă o eliberare mare de căldură și lumină, cum ar fi cea cauzată de aprinderea unui incendiu, se poate presupune că aceasta constă dintr-o reacție exergonică.
Cu toate acestea, energia eliberată poate trece neobservată și poate să nu fie atât de surprinzătoare. De exemplu, un mediu lichid se poate încălzi ușor și poate fi în continuare rezultatul unei reacții exergonice. În unele reacții exergonice care au loc prea încet, nu se observă nici cea mai mică creștere a temperaturii.
Punctul central și caracteristic al acestui tip de reacții termodinamice este scăderea energiei libere Gibbs în produse față de reactanți, ceea ce se traduce prin spontaneitate.
Indice articol
Principala caracteristică a unei reacții exergonice este că produsele au energii libere Gibss mai mici decât cele ale reactanților sau reactanților (imaginea superioară). Acest fapt este de obicei asociat cu faptul că produsele sunt chimic mai stabile, cu legături mai puternice, structuri mai dinamice sau condiții mai „confortabile”..
Prin urmare, această diferență de energie, ΔG, este negativă (ΔG < 0). Al ser negativa, la reacción en teoría debe ser espontánea. Sin embargo, otros factores también definen dicha espontaneidad, como lo son la energía de activación (la altura de la colina), la temperatura, y los cambios de entalpía y entropía.
Toate aceste variabile, care răspund la natura fenomenului sau a reacției chimice luate în considerare, permit determinarea dacă o reacție va fi sau nu exergonică. Și se va vedea, de asemenea, că nu trebuie neapărat să fie o reacție exotermă..
Când energia de activare este foarte mare, reactanții necesită ajutorul unui catalizator pentru a reduce bariera de energie menționată. De aceea, există reacții exergonice care apar la viteze foarte mici sau care nu apar deloc..
Următoarea expresie matematică cuprinde cele menționate anterior:
ΔG = ΔH - TΔS
Termenul ΔH este pozitiv dacă este o reacție endotermă și negativ dacă este exoterm. Dacă vrem ca ΔG să fie negativ, termenul TΔS trebuie să fie foarte mare și pozitiv, astfel încât la scăderea din ΔH rezultatul operației să fie și negativ.
Prin urmare, și aceasta este o altă caracteristică specială a reacțiilor exergonice: acestea implică o schimbare mare în entropia sistemului.
Astfel, ținând cont de toți termenii, putem fi prezenți înaintea unei reacții exergonice, dar în același timp endotermă; adică cu ΔH pozitiv, o temperatură foarte ridicată sau o schimbare mare de entropie.
Majoritatea reacțiilor exergonice sunt, de asemenea, exoterme, deoarece dacă ΔH este negativ și prin scăderea unui alt termen care este chiar mai negativ, vom avea în consecință un ΔG cu o valoare negativă; cu excepția cazului în care TΔS este negativ (entropia scade) și, prin urmare, reacția exotermă ar deveni endergonică (nu spontană).
Este important să subliniem că spontaneitatea unei reacții (fie că este exergonică sau nu), depinde enorm de condițiile termodinamice; în timp ce viteza cu care trece, se datorează factorilor cinetici.
Din cele spuse se știe deja că o reacție exergonică este spontană, indiferent dacă este sau nu exotermă. De exemplu, un compus poate fi dizolvat în apă prin răcirea acestuia împreună cu recipientul său. Acest proces de dizolvare este endoterm, dar atunci când se întâmplă spontan, se spune că este exergonic.
Există reacții „mai exergonice” decât altele. Pentru a afla, aveți din nou la îndemână următoarea expresie:
ΔG = ΔH - TΔS
Cele mai exergonice reacții sunt cele care apar spontan la toate temperaturile. Adică, indiferent de valoarea lui T în expresia anterioară, ΔH este negativ și ΔS pozitiv (ΔH < 0 y ΔS > 0). Prin urmare, sunt reacții foarte exoterme, ceea ce nu contrazice ideea inițială.
De asemenea, pot exista reacții exoterme în care entropia sistemului scade (ΔS < 0); tal como sucede en la síntesis de macromoléculas o polímeros. En este caso, son reacciones exergónicas solamente a bajas temperaturas, ya que de lo contrario el término TΔS sería muy grande y negativo.
Pe de altă parte, există reacții care sunt spontane doar la temperaturi ridicate: când ΔH este pozitiv și ΔS pozitiv (ΔH> 0 și ΔS> 0). Vorbim despre reacții endotermice. Acesta este motivul pentru care scăderea temperaturii poate apărea spontan, deoarece acestea duc cu ele o creștere a entropiei..
Între timp, există reacții care nu sunt deloc exergonice: când ΔH și ΔS au valori pozitive. În acest caz, indiferent care este temperatura, reacția nu va avea loc niciodată spontan. Prin urmare, vorbim de o reacție endergonică non-spontană.
Chimia se caracterizează de obicei prin faptul că este explozivă și strălucitoare, de aceea se presupune că majoritatea reacțiilor sunt exoterme și exergonice.
Reacțiile exergonice sunt arderea alcanilor, olefinelor, hidrocarburilor aromatice, a zaharurilor etc..
La fel, oxidările metalice sunt exergonice, deși au loc mai lent..
Cu toate acestea, există și alte procese, mai subtile, care sunt, de asemenea, exergonice și foarte importante: reacțiile catabolice ale metabolismului nostru. Aici sunt descompuse macromoleculele care acționează ca rezervoare de energie, eliberându-se sub formă de căldură și ATP și datorită cărora corpul își îndeplinește multe dintre funcțiile sale..
Cea mai emblematică dintre aceste reacții este respirația celulară, spre deosebire de fotosinteză, în care carbohidrații sunt „arși” cu oxigen pentru a-i transforma în molecule mici (CODouă si HDouăO) și energie.
Printre alte reacții exergonice avem descompunerea explozivă a triiodurii de azot, NI3; adăugarea de metale alcaline în apă, urmată de o explozie; sinteze polimerice de rășini etoxilate; neutralizări acido-bazice în soluție apoasă; și reacții chimio-luminescente.
Nimeni nu a comentat acest articol încă.