Endotherme vs. exotherme reacties

Een endotherme reactie treedt op wanneer energie wordt geabsorbeerd uit de omgeving in de vorm van warmte. Omgekeerd, een exotherm reactie is een reactie waarbij energie wordt vrijgegeven uit het systeem in de omgeving. De termen worden vaak gebruikt in de natuurwetenschappen en scheikunde.

Vergelijkingstabel

Endotherme versus exotherme vergelijkingsgrafiek

endotherme	exothermische
Invoering	Een proces of reactie waarbij het systeem energie van zijn omgeving absorbeert in de vorm van warmte.	Een proces of reactie die energie uit het systeem afgeeft, meestal in de vorm van warmte.
Resultaat	Energie wordt door de omgeving in de reactie opgenomen.	Energie komt uit het systeem in de omgeving.
Vorm van energie	Energie wordt opgenomen als warmte.	Energie wordt meestal afgegeven als warmte, maar kan ook elektriciteit, licht of geluid zijn.
Toepassing	Thermodynamica; natuurkunde scheikunde.	Thermodynamica; natuurkunde scheikunde.
Etymologie	Griekse woorden endo (binnenkant) en thermasi (om te verwarmen).	Griekse woorden exo (buiten) en thermasi (om te verwarmen).
Voorbeelden	Smeltend ijs, fotosynthese, verdamping, koken van een ei, splitsing van een gasmolecuul.	Explosies, ijs maken, roestend ijzer, beton bezinken, chemische bindingen, kernsplijting en fusie.

Inhoud: endotherme versus exotherme reacties

• 1 Definitie
  • 1.1 Wat is een endotherme reactie?
  • 1.2 Wat is een exotherme reactie?
• 2 Exotherme vs endotherme processen in de natuurkunde
• 3 In de chemie
• 4 alledaagse voorbeelden
• 5 Referenties

Definitie

Wat is een endotherme reactie?

Een endotherme reactie of proces vindt plaats wanneer het systeem warmte-energie uit de omgeving absorbeert.

Wat is een exotherme reactie?

In een exotherme reactie of proces wordt energie vrijgegeven aan het milieu, meestal in de vorm van warmte, maar ook elektriciteit, geluid of licht..

Exotherme versus endotherme processen in de natuurkunde

Het classificeren van een fysieke reactie of proces als exotherm of endotherm kan vaak contra-intuïtief zijn. Het maken van een ijsblokje is hetzelfde type reactie als een brandende kaars - beide hebben hetzelfde type reactie: exotherm. Bij het overwegen of een reactie endotherm of exotherm is, is het essentieel om het reactiesysteem van de omgeving te scheiden. Wat van belang is, is de verandering in temperatuur van het systeem, niet hoe warm of koud het systeem in het algemeen is. Als het systeem afkoelt, betekent dat dat er warmte vrijkomt en dat de reactie een exotherme reactie is.

Het bovenstaande vuurvoorbeeld is intuïtief, omdat energie duidelijk in de omgeving wordt vrijgegeven. IJs maken lijkt misschien het tegenovergestelde, maar water dat in de vriezer zit, geeft ook energie vrij, terwijl de vriezer de warmte naar buiten trekt en in de achterkant van het apparaat verdrijft. Het te overwegen reactiesysteem is alleen het water, en als water afkoelt, moet het energie vrijmaken in een exotherm proces. Zweten (verdamping) is een endotherme reactie. Een natte huid voelt koel aan in een briesje vanwege de verdampingsreactie van het water absorbeert warmte van de omgeving (huid en atmosfeer).

In de chemie

In de chemie beschouwen endotherm en exotherm alleen de verandering in enthalpie (een maat voor de totale energie van het systeem); een volledige analyse voegt een extra term toe aan de vergelijking voor entropie en temperatuur.

Wanneer chemische bindingen worden gevormd, wordt warmte afgegeven in een exotherme reactie. Er is een verlies van kinetische energie in de reagerende elektronen en dit zorgt ervoor dat energie wordt vrijgegeven in de vorm van licht. Dit licht is qua energie gelijk aan de stabilisatie-energie die nodig is voor de chemische reactie (de verbindingsenergie). Het vrijkomende licht kan worden geabsorbeerd door andere moleculen, waardoor moleculaire trillingen of rotaties ontstaan, waaruit het klassieke begrip van warmte komt. De energie die nodig is voor de reactie is minder dan de totale energie die vrijkomt.

Wanneer chemische bindingen breken, is de reactie altijd endotherm. Bij endotherme chemische reacties wordt energie geabsorbeerd (van buiten de reactie verwijderd) om een ​​elektron in een hogere energietoestand te plaatsen, waardoor het elektron zich kan associëren met een ander atoom om een ​​ander chemisch complex te vormen. Het verlies van energie uit de oplossing (de omgeving) wordt geabsorbeerd door reactie in de vorm van warmte.

De splitsing van een atoom (fissie) moet echter niet worden verward met het 'verbreken van een band'. Kernsplijting en kernfusie zijn beide exotherme reacties.

Dagelijkse voorbeelden

Endotherme en exotherme reacties worden vaak gezien in alledaagse fenomenen.

Voorbeelden van endotherme reacties:

• Fotosynthese: Naarmate een boom groeit, absorbeert het energie uit de omgeving om CO2 en H2O uit elkaar te halen.
• Verdamping: Door te transpireren wordt iemand gekoeld, terwijl water warmte trekt om in gasvorm te veranderen.
• Een ei koken: Energie wordt geabsorbeerd uit de pan om het ei te koken.

Voorbeelden van exotherme reacties:

• Vorming van regen: De condensatie van waterdamp in de regen verdrijft warmte.
• Beton: Wanneer water wordt toegevoegd aan beton, geven chemische reacties warmte af.
• Verbranding: Wanneer iets brandt, hoe klein of groot ook, is het altijd een exotherme reactie.

Referenties

• Endotherme en exotherme processen - Mr. Kent's Chemistry pagina
• Wat zijn enkele voorbeelden van exotherme en endotherme processen? - Algemene chemie online
• Wikipedia: endotherm
• Wikipedia: Exotherm
• Wikipedia: Enthalpy