UN reazione esergonica È uno che si verifica spontaneamente e che, in generale, è accompagnato da un rilascio di energia, sotto forma di calore, luce o suono. Quando il calore viene rilasciato, si dice che siamo di fronte a una reazione esotermica ed exergonica.
Questo è il motivo per cui i termini "esotermico" ed "esergonico" vengono confusi e vengono erroneamente trattati come sinonimi. Questo perché molte reazioni esotermiche sono anche esergoniche. Pertanto, se si osserva un grande rilascio di calore e luce, come quello causato dall'accensione di un incendio, si può presumere che sia costituito da una reazione esergonica.
Tuttavia, l'energia rilasciata potrebbe passare inosservata e potrebbe non essere così sorprendente. Ad esempio, un mezzo liquido può riscaldarsi leggermente ed essere ancora il risultato di una reazione esergonica. In alcune reazioni esergoniche che avvengono troppo lentamente, non si osserva nemmeno il più piccolo aumento di temperatura.
Il punto centrale e caratteristico di questo tipo di reazioni termodinamiche è la diminuzione dell'energia libera di Gibbs nei prodotti rispetto ai reagenti, che si traduce in spontaneità.
Indice articolo
La caratteristica principale di una reazione esergonica è che i prodotti hanno energie libere di Gibss inferiori a quelle dei reagenti o dei reagenti (immagine in alto). Questo fatto è solitamente associato al fatto che i prodotti sono chimicamente più stabili, con legami più forti, strutture più dinamiche o condizioni più “confortevoli”..
Pertanto, questa differenza di energia, ΔG, è negativa (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.
Tutte queste variabili, che rispondono alla natura del fenomeno o della reazione chimica considerata, permettono di determinare se una reazione sarà esergonica o meno. E si vedrà anche che non deve essere necessariamente una reazione esotermica..
Quando l'energia di attivazione è molto alta, i reagenti richiedono l'aiuto di un catalizzatore per abbassare detta barriera energetica. Questo è il motivo per cui ci sono reazioni esergoniche che si verificano a velocità molto basse o che non si verificano affatto in primo luogo..
La seguente espressione matematica comprende quanto sopra:
ΔG = ΔH - TΔS
Il termine ΔH è positivo se è una reazione endotermica e negativo se è esotermico. Se vogliamo che ΔG sia negativo, il termine TΔS deve essere molto grande e positivo, in modo che quando sottraiamo da ΔH anche il risultato dell'operazione è negativo.
Pertanto, e questa è un'altra caratteristica speciale delle reazioni esergoniche: comportano un grande cambiamento nell'entropia del sistema.
Quindi, tenendo conto di tutti i termini, possiamo essere presenti prima di una reazione esergonica ma allo stesso tempo endotermica; cioè con ΔH positivo, una temperatura molto alta o un grande cambiamento di entropia.
La maggior parte delle reazioni esergoniche sono anche esotermiche, perché se ΔH è negativo, e sottraendo un altro termine ancora più negativo, avremo di conseguenza un ΔG con valore negativo; a meno che il TΔS non sia negativo (l'entropia diminuisce), e quindi la reazione esotermica diventerebbe endergonica (non spontanea).
È importante sottolineare che la spontaneità di una reazione (sia essa esergonica o meno), dipende enormemente dalle condizioni termodinamiche; mentre la velocità con cui passa, è dovuta a fattori cinetici.
Da quanto detto si sa già che una reazione esergonica è spontanea, esotermica o meno. Ad esempio, un composto può essere sciolto in acqua raffreddandolo insieme al suo contenitore. Questo processo di dissoluzione è endotermico, ma quando avviene spontaneamente, si dice che sia esergonico.
Ci sono reazioni "più esergoniche" di altre. Per scoprirlo, tieni di nuovo a portata di mano la seguente espressione:
ΔG = ΔH - TΔS
Le reazioni più esergoniche sono quelle che si verificano spontaneamente a tutte le temperature. Cioè, indipendentemente dal valore di T nell'espressione precedente, ΔH è negativo e ΔS positivo (ΔH < 0 y ΔS > 0). Sono quindi reazioni molto esotermiche, il che non contraddice l'idea iniziale.
Allo stesso modo, possono verificarsi reazioni esotermiche in cui l'entropia del sistema diminuisce (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.
D'altra parte, ci sono reazioni che sono spontanee solo ad alte temperature: quando ΔH è positivo e ΔS positivo (ΔH> 0 e ΔS> 0). Stiamo parlando di reazioni endotermiche. Questo è il motivo per cui le diminuzioni di temperatura possono verificarsi spontaneamente, poiché portano con sé un aumento dell'entropia..
Nel frattempo, ci sono reazioni che non sono affatto esergoniche: quando ΔH e ΔS hanno valori positivi. In questo caso, qualunque sia la temperatura, la reazione non avverrà mai spontaneamente. Si parla quindi di una reazione endergonica non spontanea.
La chimica è solitamente caratterizzata dall'essere esplosiva e brillante, quindi si presume che la maggior parte delle reazioni siano esotermiche ed esergoniche.
Le reazioni exergonic sono la combustione di alcani, olefine, idrocarburi aromatici, zuccheri, ecc..
Allo stesso modo, le ossidazioni dei metalli sono esergoniche, sebbene avvengano più lentamente..
Esistono però altri processi, più sottili, anch'essi esergonici e molto importanti: le reazioni cataboliche del nostro metabolismo. Qui vengono scomposte le macromolecole che fungono da serbatoi di energia, rilasciandosi sotto forma di calore e ATP, e grazie ai quali il corpo svolge molte delle sue funzioni..
La più emblematica di queste reazioni è la respirazione cellulare, al contrario della fotosintesi, dove i carboidrati vengono "bruciati" con l'ossigeno per trasformarli in piccole molecole (CODue e H.DueO) ed energia.
Tra le altre reazioni esergoniche abbiamo la decomposizione esplosiva del triioduro di azoto, NI3; l'aggiunta di metalli alcalini all'acqua, seguita da un'esplosione; sintesi polimeriche di resine etossilate; neutralizzazioni acido-base in soluzione acquosa; e reazioni chemio-luminescenti.
Nessun utente ha ancora commentato questo articolo.