11 Endothermes Reaktionsbeispiel: Detaillierte Erläuterungen

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In diesem Artikel „Beispiele für endotherme Reaktionen“ werden verschiedene Beispiele und einige numerische Probleme zur endothermen Reaktion kurz diskutiert.

Die Beispiele sind-

  1. Schmelzen von Eis zu Wasser
  2. Sublimation von festem Kohlendioxid
  3. Thermische Zersetzung von Calciumcarbonat
  4. Photosynthese
  5. Verdunstung von Wasser
  6. Partielle Oxidation von Erdgas
  7. Bildung von Stickoxid
  8. Auflösen von Ammoniumchlorid in Wasser
  9. Trennung von Ionenpaaren
  10. Schmelzen fester Salze
  11. Reaktion von Thionylchlorid mit Cobalt (II)
  12. Bildung von Kationen in der Gasphase

Was ist eine endotherme Reaktion?

In der Chemie wird eine endotherme Reaktion als eine Art von Reaktion definiert, bei der ein beliebiges System Energie in Form von Wärme und Licht aus der Umgebung aufnimmt.

Die Enthalpieänderung für eine endotherme Reaktion ist immer positiv (ΔH>0).

Beispiele für endotherme Reaktionen
Energiediagramm einer endothermen Reaktion.
Bild-Kredit: Wikimedia Commons

Um mehr zu erfahren, folgen Sie bitte: Stereoselektiv vs. stereospezifisch: Detaillierte Einblicke und Fakten

Schmelzen von Eis zu Wasser

Das Schmelzen von Eis zu Wasser ist eine Beispiel einer Phasenwechselreaktion und es verläuft auf endothermem Weg. Eis schmilzt bei 273 K oder über 273 K Temperatur. Beim Schmelzen von Eis bei einer Temperatur von 273 K ist die vom System absorbierte Wärme gleich der latenten Wärme (80 cal/g), und beim Schmelzen von Eis über einer Temperatur von 273 K ist die vom System absorbierte Wärme größer als diese latente Wärme.

Sublimation von festem Kohlendioxid

Sublimation ist ein Phasenwechselprozess, bei dem die feste Form direkt in den Dampfzustand übergeht, ohne die Phase vom festen in den flüssigen Zustand zu ändern. Wenn festes CO2 bekannt als Trockeneis von seinem festen Zustand in den Dampfzustand (gasförmiges Kohlendioxid) sublimiert wird, absorbiert das System eine große Menge Wärme aus der Umgebung. Also Sublimation von festes CO2 ist ein Beispiel des endothermen Prozesses.

Um mehr zu erfahren, gehen Sie bitte durch: Peptidbindung vs. Disulfidbindung: Vergleichende Analyse und Fakten

Thermische Zersetzung von Calciumcarbonat

Thermische Zersetzung ist eine Art von Zersetzungsreaktion die unter Nutzung von Wärmeenergie erfolgt.

Calciumcarbonat kann durch die Reaktion zwischen Calciumhydroxid und Kohlendioxid hergestellt werden.

Ca (OH)2 + CO2 → Dieb3 + H2O

 Wenn Calciumcarbonat in Gegenwart von Hitze zersetzt wird, entstehen Calciumoxid (CaO) und CO2.

Dieb3 → CaO + CO2

Photosynthese

Die Photosynthese, eine endotherme Reaktion, erfolgt durch Absorption von Sonnenlicht (Lichtenergie). Während der Photosynthese absorbiert Chlorophyll Sonnenlicht und Kohlendioxid wird in Gegenwart von Wasser reduziert, um Glukosemoleküle zu bilden.

CO2 + H2O→C6H12O6 + 6O2

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Photosynthese.
Bild-Kredit: Wikimedia Commons

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Verdunstung von Wasser

Das Verdampfen von Wasser benötigt Energie in Form von Wärme, um Dampf zu bilden. Der Phasenwechsel (liq=vap) findet durch die Verdunstung von Wasser statt. Die Verdampfung von Wasser findet bei 373 K oder über 373 K statt. Als Wasser bei 373 K (1000C) die absorbierte Energie ist gleich der latenten Verdampfungswärme (540 cal/g) und für über 373 K wird mehr Wärme absorbiert als diese latente Verdampfungswärme.

Partielle Oxidation von Erdgas

Die teilweise Oxidation von Erdgas ist definitiv eine endotherme Reaktion, da sie bei einer sehr hohen Temperatur (1200-15000C). Erdgas enthält Methan (CH4) und wird in Gegenwart von Wasserdampf oxidiert (H2Ö). Als Produkt dieses partiellen Oxidationsprozesses werden Wasserstoff- und Kohlenmonoxidgas erhalten.

CH4 (g) + H.2O(g) → CO (g) + 3H2

Bildung von Stickoxid

Bei der Stickoxidbildung wird Wärmeenergie absorbiert und somit ist del H für diese Reaktion positiv. Knapp 181 KJ Energie werden bei dieser Reaktion absorbiert, wenn Distickstoff und Disauerstoff miteinander reagieren.

N2 + O2 → 2NO

Auflösen von Ammoniumchlorid in Wasser

 Ammoniumchlorid (NH4Cl), eine feste kristalline Verbindung, ist ein Produkt aus Ammoniak und Chlor. In Wasser wird es in seine zwei konstituierenden Atome, das Ammoniumkation (NH4) und Chloridanion (Cl-).

NH4Cl (s)→ NH4+ (wässrig) + Cl- (aq)

NH4+ (aq) + H2O (flüssig) → NH3 (aq) + H3O+ (aq)

H3O+ + OH- ⇌ 2H2O (umkehrbare Reaktion)

Diese Auflösung schreitet durch Wärmeabsorption in Vorwärtsrichtung fort. Somit ist die Enthalpieänderung immer positiv.

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Trennung von Ionenpaaren

Ionenpaare werden hauptsächlich in Lösung aufgrund der elektrostatischen Anziehungskraft zwischen positiv und negativ geladenen Ionen gebildet. Die Bildung von Ionenpaaren erfolgt durch Energiefreisetzung (exothermer Prozess). Die Trennung des Ionenpaars tritt auf, wenn diese unterschiedliche chemische Einheit, die zwei positiv geladene Ionen enthält, getrennt wird und zwei Ionen bildet. Die Aufnahme von thermischer Energie ist der Hauptbestimmungsfaktor, um in Vorwärtsrichtung voranzukommen. Es ist also der umgekehrte Prozess der Bildung von Ionenpaaren, und es ist ein endothermer Prozess.

Schmelzen fester Salze

Salz ist eine Art von kristalliner Verbindung mit sehr hohem Schmelzpunkt. Aber dieses feste Salz wird bei Standardtemperatur und -druck geschmolzen. Normales Speisesalz (NaCl) hat einen Schmelzpunkt von 8000C und Schmelzwärme (ΔH(Fusion)) betragen 520 Joule pro Gramm. Das Schmelzen von festem Salz erfordert eine hohe thermische Energie und eine hohe positive Enthalpieänderung.

Reaktion von Thionylchlorid mit Cobalt (II)

Reaktion zwischen Kobaltchloridhexahydrat mit Thionylchlorid ergibt Salzsäure, Kobaltchlorid und Schwefeldioxid als Produkte. Dies ist ein endothermer Prozess und erfolgt durch Aufnahme von Wärme aus der Umgebung. Die Temperatur des Reaktionsmediums wird von 160C bis 5.90C und die Enthalpieänderung ist positiv.

CoCl2. 6H2O + 6SOCl2 → CoCl2 + 12 HCl + 6 SO2

Bildung eines Kations in der Gasphase

Der Bildungsprozess von Kationen in der Gasphase erfordert thermische Energie. Um ein Kation zu bilden, wird Energie gleich der Ionisierungsenergie benötigt, um Elektronen aus der Valenzschale eines Atoms zu entfernen.

Diese Ionisationsenergie hängt von der elektronischen Konfiguration des jeweiligen Atoms ab. Somit ist die Bildung von Kationen definitiv ein endothermer Prozess. Während die Bildung von Anion ist ein Beispiel des exothermen Prozesses, da nach dem Hinzufügen eines Elektrons auf der Valenzschale etwas Energie freigesetzt wird.

Einige numerische Probleme mit Antworten zum endothermen Prozess werden unten diskutiert.

Berechnen Sie del H für den Prozess- N2 (g) +2O2 (g) = 2NO2 (G) Die Enthalpieänderung für die gegebenen Reaktionen sind

N2 (g) + O.2 (g) = 2NO ΔH = 180.5 KJ NEIN (g) + (1/2) O2 = NEIN2 (g) ΔH = -57.06 KJ

Antwort:               N2 (g) + O.2 (G) →  2NO (g)                                                                                                        (2nd Reaktion× 2) NO (g) + (1/2) O2 → NEIN2 (G)

Die resultierende Gleichung ist = N2 (g) + 2O2 (G) → 2NO2 (g) Somit beträgt die Enthalpieänderung dieser Reaktion = {180.5 +2×(-57.06)} KJ = 66.38 KJ.

Dies ist eine endotherme Reaktion, da die Enthalpieänderung positiv ist.

Berechnen Sie die Enthalpieänderung für die folgende Reaktion: Hg2Cl2 (s) = 2 Hg (l) + Cl2 (G) Enthalpieänderung für die gegebenen Reaktionen sind - Hg (flüssig) + Cl2 (g) = HgCl2 (s) ΔH = -224 KJ Hg (flüssig) + HgCl2 (s) = Hg2Cl2 (s) ΔH = -41.2 KJ

Antwort: Die oben gegebenen Reaktionen können geschrieben werden als-

HgCl2 = Hg (flüssig) + Cl2 (g) (s) ΔH= 224KJ Hg2Cl2 (s) = Hg (flüssig) + HgCl2 (s) ΔH = 41.2 KJ

Die resultierende Gleichung lautet: Hg2Cl2 (s) = 2 Hg (l) + Cl2 (G)

Somit beträgt die Enthalpieänderung = (224 + 41.2) KJ                                                         = 265.2 KJ.

Berechnen Sie die Enthalpieänderung für die folgende Reaktion – CO2 (g) + H.2O (flüssig) = CH4 (g) + O.2 (G) Gegebene Enthalpieänderung für CH4, H2O und CO2 sind -74.8, -285.8 bzw. -393.5 KJ/mol.

Antwort: Enthalpieänderung = Enthalpie der Produkte – Enthalpie der Edukte.

Del Hf für Sauerstoff ist 0.

Die ausgeglichene Gleichung lautet: CO2 (g) + 2H2O (flüssig) = CH4 (g) + O.2 (g) ΔH = {(-74.8) – 2×(-285.8) – (-393.5)} KJ/mol =890.3 KJ/mol

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Wie kann die Geschwindigkeit einer endothermen Reaktion erhöht werden?

Antwort: Eine endotherme Reaktion hängt von der Temperatur des Reaktionsmediums ab. Eine Verringerung der Temperatur des Reaktionsmediums erhöht das Ausmaß der Reaktion in Vorwärtsrichtung.

Wie groß ist die Entropieänderung bei einer endothermen Reaktion?

Antwort: Die Entropieänderung bei einer endothermen Reaktion ist immer negativ und es wird Energie aus der Umgebung in das System aufgenommen

Nennen Sie eine Reaktion, die immer eine endotherme Reaktion sein wird?

Antwort: Thermische Zersetzung ist eine Art von Reaktion, die immer ein Beispiel sein wird der endothermen Reaktion.

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