A exergonisk reaktion Det är en som sker spontant och som i allmänhet åtföljs av en frigöring av energi, antingen i form av värme, ljus eller ljud. När värme frigörs sägs det att vi står inför en exoterm och exergonisk reaktion.
Det är därför som termerna 'exotermisk' och 'exergonisk' förväxlas och felaktigt behandlas som synonymer. Detta beror på att många exoterma reaktioner också är exergoniska. Därför, om en stor frisättning av värme och ljus observeras, såsom den som orsakas av tändning av en eld, kan det antas att den består av en exergonisk reaktion.
Men den frigjorda energin kan gå obemärkt förbi och kanske inte så förvånande. Till exempel kan ett flytande medium värmas upp något och fortfarande vara resultatet av en exergonisk reaktion. I vissa exergoniska reaktioner som äger rum för långsamt observeras inte ens den minsta temperaturökningen.
Den centrala och karakteristiska punkten för denna typ av termodynamiska reaktioner är minskningen av Gibbs fria energi i produkterna med avseende på reaktanterna, vilket översätts till spontanitet.
Artikelindex
Huvudegenskapen för en exergonisk reaktion är att produkterna har lägre Gibss-fria energier än de för reaktanterna eller reaktanterna (övre bild). Detta faktum är vanligtvis förknippat med det faktum att produkterna är kemiskt mer stabila, med starkare bindningar, mer dynamiska strukturer eller mer "bekväma" förhållanden..
Därför är denna energidifferens, ΔG, negativ (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.
Alla dessa variabler, som svarar på karaktären av fenomenet eller den kemiska reaktionen som övervägs, gör det möjligt att avgöra om en reaktion kommer att vara exergon. Och det kommer också att ses att det inte nödvändigtvis behöver vara en exoterm reaktion..
När aktiveringsenergin är mycket hög, behöver reaktanterna hjälp av en katalysator för att sänka energibarriären. Det är därför det finns exergoniska reaktioner som uppträder vid mycket låga hastigheter, eller som inte uppträder alls i första hand..
Följande matematiska uttryck omfattar det ovan nämnda:
AG = AH - TAS
Ah-termen är positiv om det är en endoterm reaktion, och negativ om den är exoterm. Om vi vill att AG ska vara negativt måste termen TΔS vara mycket stort och positivt, så att resultatet av operationen också är negativt när man subtraherar från Ah..
Därför, och detta är en annan speciell egenskap hos exergoniska reaktioner: de involverar en stor förändring i systemets entropi.
Således, med hänsyn till alla termer, kan vi vara närvarande före en exergonisk reaktion men samtidigt endoterm; det vill säga med positiv ΔH, en mycket hög temperatur eller en stor entropiförändring.
De flesta exergoniska reaktioner är också exoterma, för om Ah är negativt, och genom att subtrahera en annan term som är ännu mer negativ, kommer vi följaktligen att ha en AG med ett negativt värde; om inte TΔS är negativt (entropi minskar), och därför skulle den exoterma reaktionen bli endergonisk (inte spontan).
Det är viktigt att betona att reaktionens spontanitet (oavsett om den är exergon eller inte) beror enormt på termodynamiska förhållanden. medan hastigheten med vilken den passerar beror på kinetiska faktorer.
Av vad som har sagts är det redan känt att en exergonisk reaktion är spontan, oavsett om den är exoterm. Till exempel kan en förening lösas i vatten genom att kyla den tillsammans med behållaren. Denna upplösningsprocess är endoterm, men när den händer spontant sägs den vara exergonisk.
Det finns "mer exergoniska" reaktioner än andra. För att få reda på, ha följande uttryck till hands igen:
AG = AH - TAS
De mest exergoniska reaktionerna är de som uppträder spontant vid alla temperaturer. Det vill säga, oavsett värdet av T i det föregående uttrycket, är AH negativ och AS positiv (Ah < 0 y ΔS > 0). De är därför mycket exoterma reaktioner, vilket inte strider mot den ursprungliga idén.
På samma sätt kan det finnas exoterma reaktioner där entropin i systemet minskar (AS < 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.
Å andra sidan finns det reaktioner som bara är spontana vid höga temperaturer: när ΔH är positiv och ΔS-positiv (ΔH> 0 och ΔS> 0). Vi pratar om endotermiska reaktioner. Det är därför temperaturminskningar kan uppstå spontant, eftersom de medför en ökning av entropin..
Under tiden finns det reaktioner som inte är exergoniska alls: när ΔH och ΔS har positiva värden. I det här fallet, oavsett temperaturen, kommer reaktionen aldrig att ske spontant. Vi talar därför om en icke-spontan endergonisk reaktion.
Kemi kännetecknas vanligtvis av att vara explosiv och ljus, så det antas att de flesta reaktioner är exoterma och exergoniska.
Exergoniska reaktioner är förbränning av alkaner, olefiner, aromatiska kolväten, sockerarter etc..
Likaså är metalloxidationer exergoniska, även om de äger rum långsammare..
Det finns dock andra processer, mer subtila, som också är exergoniska och mycket viktiga: de kataboliska reaktionerna i vår ämnesomsättning. Här bryts makromolekyler ner som fungerar som energireservoarer, släpper sig i form av värme och ATP, och tack vare vilket kroppen utför många av sina funktioner..
Den mest symboliska av dessa reaktioner är cellulär andning, i motsats till fotosyntes, där kolhydrater ”bränns” med syre för att förvandla dem till små molekyler (COtvå och HtvåO) och energi.
Bland andra exergoniska reaktioner har vi den explosiva sönderdelningen av kvävetriiodid, NI3; tillsatsen av alkalimetaller till vatten, följt av en explosion; polymersyntes av etoxylerade hartser; syra-basneutraliseringar i vattenlösning; och kemo-luminescerande reaktioner.
Ingen har kommenterat den här artikeln än.