Endergonische vs exergonische Reaktionen und Prozesse

Endergonic und Exergonic sind zwei Arten von chemischen Reaktionen oder Prozessen in der Thermochemie oder der physikalischen Chemie. Die Namen beschreiben, was mit Energie während der Reaktion passiert. Die Klassifikationen beziehen sich auf endotherme und exotherme Reaktionen, mit Ausnahme von endergonischen und exergonischen Reaktionen, die beschreiben, was mit jeder Form von Energie geschieht, während endotherme und exotherme nur Wärme oder Wärmeenergie betreffen.

Endergonische Reaktionen

• Endergonische Reaktionen können auch als ungünstige oder nicht spontane Reaktion bezeichnet werden. Die Reaktion erfordert mehr Energie, als Sie daraus erhalten.
• Endergonische Reaktionen absorbieren Energie aus ihrer Umgebung.
• Die chemischen Bindungen, die durch die Reaktion gebildet werden, sind schwächer als die chemischen Bindungen, die aufgebrochen wurden.
• Die freie Energie des Systems steigt. Die Änderung der Standard-Gibbs-Freien Energie (G) einer endergonischen Reaktion ist positiv (größer als 0)..
• Die Entropieänderung (S) nimmt ab.
• Endergonische Reaktionen sind nicht spontan.
• Beispiele für endergonische Reaktionen sind endotherme Reaktionen wie die Photosynthese und das Schmelzen von Eis zu flüssigem Wasser.
• Wenn die Umgebungstemperatur abnimmt, ist die Reaktion endotherm.

Exergonische Reaktionen

• Eine exergonische Reaktion kann als spontane Reaktion oder als günstige Reaktion bezeichnet werden.
• Exergonische Reaktionen setzen Energie an die Umgebung frei.
• Die durch die Reaktion gebildeten chemischen Bindungen sind stärker als diejenigen, die in den Reaktanten aufgebrochen wurden.
• Die freie Energie des Systems nimmt ab. Die Änderung der Standard-Gibbs-Freien Energie (G) einer exergonischen Reaktion ist negativ (weniger als 0)..
• Die Entropieänderung (S) nimmt zu. Eine andere Sichtweise ist, dass die Unordnung oder Zufälligkeit des Systems zunimmt.
• Exergonische Reaktionen treten spontan auf (es ist keine äußere Energie erforderlich, um sie zu starten).
• Beispiele für exergonische Reaktionen sind exotherme Reaktionen wie das Mischen von Natrium und Chlor zur Herstellung von Speisesalz, Verbrennung und Chemilumineszenz (Licht ist die Energie, die freigesetzt wird)..
• Steigt die Umgebungstemperatur, ist die Reaktion exotherm.

Anmerkungen zu den Reaktionen

• Sie können nicht sagen, wie schnell eine Reaktion auftritt, je nachdem, ob es sich um eine endergonische oder eine exergonische Reaktion handelt. Katalysatoren können erforderlich sein, damit die Reaktion mit einer beobachtbaren Geschwindigkeit abläuft. Beispielsweise ist die Rostbildung (Oxidation von Eisen) eine exergonische und exotherme Reaktion, die jedoch so langsam abläuft, dass die Abgabe von Wärme an die Umwelt nur schwer zu bemerken ist.
• In biochemischen Systemen sind endergonische und exergonische Reaktionen häufig gekoppelt, sodass die Energie einer Reaktion eine andere Reaktion antreiben kann.
• Endergonische Reaktionen erfordern immer Energie zum Starten. Einige exergonische Reaktionen haben auch Aktivierungsenergie, aber durch die Reaktion wird mehr Energie freigesetzt, als zur Initiierung erforderlich ist. Beispielsweise wird Energie benötigt, um ein Feuer zu entfachen. Sobald die Verbrennung einsetzt, setzt die Reaktion mehr Licht und Wärme frei, als zum Starten erforderlich ist.
• Endergonische und exergonische Reaktionen werden manchmal als reversible Reaktionen bezeichnet. Das Ausmaß der Energieänderung ist für beide Reaktionen gleich, obwohl die Energie von der endergonischen Reaktion absorbiert und von der exergonischen Reaktion freigesetzt wird. Ob die Gegenreaktion tatsächlich können auftreten, spielt bei der Definition der Reversibilität keine Rolle. Während das Verbrennen von Holz theoretisch eine reversible Reaktion ist, tritt sie im wirklichen Leben nicht auf.

Führen Sie einfache endergonische und exergonische Reaktionen durch

Bei einer endergonischen Reaktion wird Energie aus der Umgebung absorbiert. Endotherme Reaktionen sind gute Beispiele, da sie Wärme absorbieren. Backpulver (Natriumcarbonat) und Zitronensäure in Wasser mischen. Die Flüssigkeit wird kalt, aber nicht kalt genug, um Erfrierungen zu verursachen.

Eine exergonische Reaktion setzt Energie an die Umgebung frei. Exotherme Reaktionen sind gute Beispiele für diese Art von Reaktion, da sie Wärme abgeben. Wenn Sie das nächste Mal Wäsche waschen, nehmen Sie etwas Waschmittel in die Hand und geben Sie eine kleine Menge Wasser hinzu. Fühlst du die Hitze? Dies ist ein sicheres und einfaches Beispiel für eine exotherme und damit exergonische Reaktion.

Eine spektakulärere exergonische Reaktion wird erzeugt, indem ein kleines Stück eines Alkalimetalls in Wasser getropft wird. Beispielsweise verbrennt Lithiummetall in Wasser und erzeugt eine rosa Flamme.

Ein Leuchtstab ist ein hervorragendes Beispiel für eine exergonische, aber nicht exotherme Reaktion. Die chemische Reaktion setzt Energie in Form von Licht frei, erzeugt jedoch keine Wärme.