Wat zijn exotherme reacties?
Faseveranderingen in materie worden onderverdeeld in twee basiscategorieën: endotherm en exotherme.Exotherme middelen buiten warmte in het Grieks, in tegenstelling tot endothermiek in warmte.Endotherme reacties hebben warmte of energie nodig om nieuwe chemische bindingen te vormen, zoals wanneer een ijsblokje in een vloeistof wordt gesmolten en vervolgens in damp wordt gekookt.Exotherme reacties daarentegen creëren meer energie dan wat nodig is om ze te vergemakkelijken, waardoor de temperatuur onmiddellijk rond de reactie kan stijgen.Dit gebeurt wanneer regen wordt gevormd in een wolk en zelfs wanneer regen in ijs op de grond bevriest.
Sommige van de meest illustratieve exotherme reacties omvatten vlammen.Wedstrijden, kampvuren, vuurwerk en raketten maken gebruik van exotherme reacties om energie te produceren die voor verschillende doeleinden wordt gebruikt.Velen vergemakkelijken endothermische reacties zoals het maken van brood, kooksoep of het opwarmen van de handen.Exotherme reacties geven echter niet alleen warmte af;Ze vereisen vaak op zijn minst een initiële voedingsvoorraad die biedt wat wordt aangeduid als de energie van activering.In exotherme reacties zal de geïnvesteerde energie echter altijd minder zijn dan de totale geproduceerde energie;De vonk zal nooit groter zijn dan de vlam.
Andere exotherme reacties zijn moeilijker te ervaren.Wanneer roest vormt op metaal, een andere veel voorkomende exotherme reactie, lijkt het niet dat elke warmte door het proces wordt afgegeven.Warmte is echter vrijgegeven;Gedurende meerdere uren, in precies de juiste omstandigheden van vocht, licht en temperatuur, produceert het vermengen van ijzer en zuurstof ijzeroxide en een modiek van warmte.
Wetenschappers gebruiken een instrument dat een calorimeter wordt genoemd om te peilen hoeveel warmte wordt geproduceerd door een faseverandering of chemische reactie.Dit omvat het uitvoeren van de reactie in een waterbad om de geproduceerde temperatuurverandering te meten.De resultaten geven aan of een gegeven reactie endotherm of exotherme is.
Leraren van chemie gebruiken vaak een of meer van verschillende zorgvuldig begeleide experimenten om de principes van exotherme reacties te illustreren.De les kan zo eenvoudig zijn als het aansteken van een match en uitleggen hoe een vonk een exotherme reactie tussen zwavel en zuurstof ontsteekt om warmte te produceren.Een ander veel voorkomend experiment omvat het mengen van water en calciumchloride, een ontkoppelingsmiddel dat ook wordt gebruikt in draagbare verwarmingspakketten, en vervolgens de hoeveelheid warmte die door de reactie wordt geproduceerd, meet.
Veel forensische wetenschappers bestuderen uitputtend exotherme reacties.Eerst moeten ze leren hoe verschillende chemische reacties optreden en hoeveel warmte wordt geproduceerd.Als onderzoekers rust deze kennis hen beter uit om te ontdekken wat een brand of explosie mdash;en bepaal hoe ze in de toekomst het beste kunnen doven.