Exoterma och endoterma reaktioner. Niklas Dahrén

Transkript

1 Exoterma och endoterma reaktioner Niklas Dahrén

2 Exoterma och endoterma reaktioner Exoterma reak+oner: Reak%oner som avger energi %ll omgivningen (o1a värmeenergi). Exempel: Alla förbränningar, inklusive cellandningen, är exoterma reak%oner: C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + Energi Endoterma reak+oner: Reak%oner som tar upp energi från omgivningen (o1a värmeenergi). Exempel: Fotosyntesen är en endoterm reak%on: 6CO2 + 6H2O + Energi C6H12O6 + 6O2

3 Entalpi Ämnen har kemisk bunden energi som kan omvandlas %ll värme i samband med kemiska reak%oner. Denna energi kallas för entalpi. Entalpi betecknas med H och har enheten Joule (J). Entalpiändringen: Entalpiändringen definieras som skillnaden mellan produkternas sammanlagda entalpi och reaktanternas sammanlagda entalpi. Entalpiändringen betecknas; ΔH. ΔH = H produkter H reaktanter

4 Exoterma reaktioner ger ett negativt entalpivärde ( H) eftersom värme avges C (s) + O 2(g) CO 2(g) ΔH= -394 kj Reaktanter med hög entalpi Produkt med låg entalpi Om man tar energiinnehållet i produkten (koldioxid) minus energiinnehållet i reaktanterna (kol och syrgas) får man eq nega%vt värde. Det visar a@ reaktanterna innehåller mer energi jämfört med produkterna och aq värmeenergi därmed har avgivits %ll omgivningen.

5 Endoterma reaktioner ger ett positivt entalpivärde ( H) eftersom värme upptas CaCO 3(s) CaO (s) + CO 2 ΔH= +178 kj Reaktant med låg entalpi Produkter med hög entalpi Om man tar energiinnehållet i produkterna (kalciumoxid och koldioxid) minus energiinnehållet i reaktanten (kalciumkarbonat) får man eq posi%vt värde. Det visar a@ produkterna innehåller mer energi jämfört med reaktanterna och aq värmeenergi därmed har tagits upp från omgivningen.

6 Entalpi Entalpidiagram för en exoterm reaktion Reaktanter Värme Värme avges <ll omgivningen Produkter ΔH= H P - H R = <0 Tid

7 Entalpidiagram för en endoterm reaktion Entalpi Produkter Värme upptas från omgivningen Värme Reaktanter Tid ΔH= H P - H R = >0

8 Uppgift: Om man lägger några korn urinämne på tungan löser sig ämnet snabbt i saliven samtidigt som det känns svalt på tungan. Är upplösningen av urinämne endoterm eller exoterm? Lösning: Det blir svalt på tungan p.g.a. aq den reak%on som sker tar värmeenergi från omgivningen. Det är därför en endoterm reak%on.

9 Aktiveringsenergi Den energi som behövs för aq hjälpa igång en reak%on kallas för ak%veringsenergi. Alla reak+oner kräver någon form av ak%veringsenergi, det gäller även exoterma reak%oner.

10 Även exoterma reaktioner kräver aktiveringsenergi för att starta Entalpi 2H 2 + O 2 Reaktanter 4H + 2O Ak%veringsenergi Det krävs ak%veringsenergi från omgivningen för aq bryta de gamla bindningarna Värme Nya starkare bindningar skapas och då avges mycket värmeenergi %ll omgivningen 2H 2 O Produkter Tid Ak+veringsenergin (oga värme) gör så a@ molekylerna krockar med högre has%ghet vilket får de gamla bindningarna aq brytas läqare. När nya starkare bindningar skapas frisäqs en stor mängd värmeenergi %ll omgivningen.

11 Katalysatorer sänker aktiveringsenergin och påskyndar reaktioner Entalpi 4H + 2O 2H 2 + O 2 Ak%veringsenergi utan katalysator Reaktanter Ak%veringsenergi med katalysator 2H 2 O Produkter Tid Katalysatorer binder reaktanterna, låter dessa komma i kontakt med varandra på eq op%malt säq (räq vinkel etc.) och försvagar de gamla bindningarna. Det behövs därför inte lika mycket ak%veringsenergi för aq reak%onen ska kunna ske.

12 Olika katalysatorer Enzymer: I våra kroppar finns det enzymer (en typ av proteiner) som fungerar som katalysatorer. Metallytor: Katalysatorn i en bil består av en metallyta som binder farliga ämnen från avgaserna. De gamla bindningarna bryts så aq nya ofarliga ämnen kan bildas. Starka syror: Syror avger protoner vilket kan starta olika kemiska reak%oner. Starka syror används som katalysatorer vid t.ex. %llverkning av estrar (do1- och luktämnen).

13 Se gärna fler filmer av Niklas Dahrén: