Verschil tussen endotherme en exotherme reacties

Belangrijkste verschil - Endotherm vs exotherme reacties

Chemische reacties kunnen worden verdeeld in twee groepen als endotherme reacties en exotherme reacties volgens de energieoverdracht tussen de omgeving en het systeem waar de reactie plaatsvindt. Om een ​​bepaalde chemische reactie als endotherm of exotherm te categoriseren, kunnen we de enthalpieverandering tussen reactanten en producten berekenen. Zo niet, dan kunnen we de verandering in temperatuur van het reactiemengsel waarnemen. Het belangrijkste verschil tussen endotherme en exotherme reacties is dat endotherme reacties absorberen energie uit de omgeving terwijl exotherme reacties energie afgeven aan de omgeving.

Key Areas Covered

1. Wat zijn endotherme reacties
      - Definitie, eigenschappen, voorbeelden
2. Wat zijn exotherme reacties
      - Definitie, eigenschappen, voorbeelden
3. Wat is het verschil tussen endotherme en exotherme reacties
      - Vergelijking van belangrijke verschillen

Sleutelbegrippen: verbranding, endotherm, enthalpie, exotherm, warmte, interne energie

Wat zijn endotherme reacties

Endotherme reacties zijn chemische reacties die warmte-energie uit de omgeving absorberen. Dit betekent dat energie van buitenaf moet worden gegeven voor de initiatie en progressie van een endotherme reactie. Dientengevolge neemt de temperatuur van het systeem af.

Omdat het systeem energie van buiten opneemt, heeft de enthalpieverandering van de reactie een positieve waarde. Enthalpie is de som van de interne energie van een systeem en de energie die nodig is om het volume en de druk van dat systeem in die omgeving te handhaven. In het begin is de enthalpie van het systeem gelijk aan de som van de enthalpieën van de reactanten. Aan het einde van de endotherme reactie is de enthalpie of de energie van de producten hoger vanwege de absorptie van energie. Dit kan worden uitgelegd zoals hieronder.

A + B → C + D

ΔH = H_C  +  H_D - H_EEN  +  H_B

ΔH = (H_producten) - (H_reactanten) = Een positieve waarde

Waar,

AH is de enthalpie verandering die is opgetreden na de reactie,
HC en HD zijn de enthalpieën van producten C en D respectievelijk
HA en HB zijn de enthalpieën van reactanten A en B respectievelijk.

Figuur 1: Enthalpieën van reactanten en producten van een endotherme reactie

De endotherme reactie kan eenvoudig worden herkend door de beker of de reageerbuis aan te raken waar de reactie plaatsvindt. Het bekerglas voelt kouder aan dan voorheen. Dit komt omdat het energie van buiten absorbeert.

Voorbeelden van endotherme reacties

• Ammoniumchloride vast in water oplossen:

                     NH₄cl_(S)   +   H₂O_(L)    +   hitte → NH₄cl_(Aq) 

• Water mengen met kaliumchloride:

                      KCl_(S)     +   H₂O_(L)   +   hitte → KCl_(Aq)

• Ethaanzuur reageren met natriumcarbonaat:

                     CH₃COOH_(Aq)     +    na₂CO_{3 (s)}     +    hitte → CH₃COO^-na⁺_(Aq)     +    H⁺_(Aq)    +    CO₃^2-_(Aq)

Merk op dat de "warmte" is opgenomen in de rechterkant van de reactievergelijking. Dit is om de absorptie van warmte door het systeem aan te geven.

Wat zijn exotherme reacties

Exotherme reacties zijn chemische reacties die warmte-energie afgeven aan de omgeving. Dit betekent dat de energie naar buiten wordt vrijgegeven wanneer de chemische reactie vordert. Aangezien de interne energie wordt vrijgegeven uit het systeem, is de enthalpie van de producten lager dan de enthalpie van reactanten. Dit kan worden uitgelegd zoals hieronder.

P + Q → R + S

ΔH = H_R  +  H_S - H_P  +  H_Q

ΔH = (H_producten) - (H_reactanten) = Een negatieve waarde

De verandering in de enthalpie is nu een negatieve waarde omdat de interne energie van reactanten minder is door het vrijkomen van energie. De temperatuur van het systeem zal toenemen naarmate de exotherme reactie voortgaat. Daarom kan men raden of een bepaalde chemische reactie endotherm of exotherm is, gewoon door de wand van de container aan te raken waar de reactie plaatsvindt. Bij een exotherme reactie wordt de container warmer.

Figuur 2: Enthalpieën van reactanten en producten van een exotherme reactie

Voorbeelden van exotherme reacties

• Verbranding van waterstofgas:

                     2H_{2 (g)}     +      O_{2 (g)}       → 2H₂O_(L)     +   warmte

• Verbranding van ethanol (volledige verbranding):

                      CH₃CH₂OH_(L)     +      3O_{2 (g)}       → 2CO_{2 (g)}     +      3H₂O_(L)

Verschil tussen endotherme en exotherme reacties

Definitie

Endotherme reacties: Endotherme reacties zijn chemische reacties die warmte-energie uit de omgeving absorberen.

Exotherme reacties: Exotherme reacties zijn chemische reacties die warmte-energie afgeven aan de omgeving.

Temperatuur

Endotherme reacties: De temperatuur neemt af met de progressie van endotherme reacties.

Exotherme reacties: De temperatuurstijging met de progressie van exotherme reacties.

enthalpie

Endotherme reacties: De enthalpie van reactanten is lager dan die van producten in endotherme reacties.

Exotherme reacties: De enthalpie van reactanten is hoger dan die van producten in exotherme reacties.

Enthalpy Change

Endotherme reacties: De verandering in enthalpie (ΔH) is een positieve waarde voor endotherme reacties.

Exotherme reacties: De verandering in enthalpie (ΔH) is een negatieve waarde voor exotherme reacties.

Energie

Endotherme reacties: Bij endotherme reacties moet energie aan het systeem worden toegediend.

Exotherme reacties: Bij endotherme reacties komt energie vrij uit het systeem.

Conclusie

Chemische reacties worden gecategoriseerd als endotherme en exotherme reacties volgens de energieoverdracht tussen het systeem en de omgeving. Het belangrijkste verschil tussen endotherme en exotherme reacties is dat endotherme reacties energie van de omgeving absorberen, terwijl exotherme reacties energie afgeven aan de omgeving.. Elke chemische reactie kan in deze twee categorieën worden gegroepeerd door de enthalpieverandering in de reactie te berekenen.

Referenties:

1. "Endotherme reacties." Endotherme reacties, voorbeelden van endotherme reacties | [email protected] N.p., n.d. Web. Beschikbaar Hier. 21 juli 2017. 
2. "Exotherm vs. Endotherm en K." Chemie LibreTexts. Libretexts, 08 maart 2017. Web. Beschikbaar Hier. 21 juli 2017. 

Afbeelding met dank aan:

1. "Endotherm Reaction" door Brazosport College - Eigen werk (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "Exotherme reactie" door Brazosport College - Eigen werk (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia