Чому відбуваються ендотермічні реакції? + Приклад

Є дві можливі причини:

1. оскільки реакція продукує продукти з більш високим ступенем порушення (наприклад, рідкі <розчини <газоподібні речовини, більш невпорядковані, ніж тверді речовини) та / або в тих випадках, коли кількість молей продуктів вище, ніж кількість молей реагентів (приклад: реакції розкладання).

2. тому що система є відкритою, тобто деякий продукт фізично і необоротно віднімається від реагуючої системи (наприклад, форматування преципітатів, комплексів, послідовних реакцій, де не досягнуто рівноваги, як у живих системах і т.д.)

Що стосується пункту 1, то варто знати, що тенденція до формування найбільш стійких (енергетично) систем, як це відбувається в екзотермічних реакціях, що вимірюється негативною зміною ентальпії, не є єдиною рушійною силою спонтанності хімічних реакцій. Іншою важливою рушійною силою є тенденція до створення більш невпорядкованих систем, де збільшення безладу, або збільшення ймовірності, вимірюється зміною ентропії, помноженої на T (T = абсолютна температура). Для спонтанно-ендотермічних реакцій термін Ентропія переважає над терміном Ентальпії.

Легше зрозуміти цю обставину з деякими поширеними фізичними перетвореннями, як випаровування в тісній пляшці: крапля спирту або ефіру випаровується спонтанно, навіть якщо випаровування віднімає енергію (є ендотермічною), тому що молекули в паровій фазі мають набагато більшу ентропію (розлад) тих же молекул в рідкій фазі.

Розчинення загальних солей у воді, як KCl, часто є спонтанним & ендотермічним процесом, тому що розчин набагато більш невпорядкований, ніж кристал + окрема вода, таким чином керуючи процесом, незважаючи на енергію гідратації (від іонно-водних зв'язків) нижче, ніж енергія іонної решітки (енергія, що споживається для відділення іонів кристала), що робить весь процес ендотермічним.

Щодо пункту 2. Закон рівноваги Ле Шательє, стверджує, що віднімаючи продукт з рівноважного стану, система реагує на відтворення нового стану рівноваги, а це означає, що нові реагенти трансформуються для відновлення віднятого продукту. Таке відновлення стану рівноваги після розбалансування відбувається незалежно від екзотермічного або ендотермічного характеру реакції. Отже, у відкритій системі, в якій один з продуктів рівноваги постійно витікає, реакція продовжуватиметься безперервно, поки один з реагентів не закінчиться, навіть якщо реакція буде ендотермічною. і якщо термін ентропії невигідний.

Іноді причини 1 і 2 поєднуються, коли, наприклад, реакція виробляє газ у відкритому посудині, як у цій дуже відомій і дивовижній реакції, в якій виробляється газоподібний аміак, рідкий розчин і більше молей продуктів:

Сподіваюся, ви отримали повне розуміння та ознайомлення з ендотермічними реакціями-перетвореннями.