Почему происходят эндотермические реакции? + Пример

Есть две возможные причины:

1. потому что в результате реакции образуются продукты с более высокой степенью беспорядка (например, жидкость <растворы <газообразные вещества, более беспорядочные, чем твердые вещества) и / или в тех случаях, когда число молей продуктов больше, чем число молей реагентов (пример: реакции разложения).

2. поскольку система открыта, то есть некоторый продукт физически и необратимо вычитается из реагирующей системы (например, форматирование осадков, комплексов, последовательных реакций, когда равновесие не достигается, как в живых системах и т. д.)

О пункте 1. Следует знать, что тенденция к образованию наиболее устойчивых (энергетически) систем, как это происходит в экзотермических реакциях, измеряемых отрицательным изменением энтальпии, не является единственной движущей силой спонтанности химических реакций. Другая важная движущая сила - это тенденция производить больше неупорядоченных систем, где увеличение беспорядка или увеличение вероятности измеряется изменением энтропии, умноженным на T (T = абсолютная температура). Для спонтанно-эндотермических реакций термин энтропия преобладает над термином энтальпия.

Это обстоятельство легче понять с помощью некоторых обычных физических преобразований, таких как испарение в закрытой бутылке: капля спирта или эфира испаряется самопроизвольно, даже если испарение вычитает энергию (является эндотермической), поскольку молекулы в паровой фазе имеют гораздо большую энтропию (беспорядок) тех же молекул в жидкой фазе.

Растворение обычных солей в воде, таких как KCl, часто является спонтанным и эндотермическим процессом, потому что раствор гораздо более разупорядочен, чем кристалл + отдельная вода, что приводит к процессу, несмотря на то, что энергия гидратации (от ионно-водных связей) ниже, чем энергия ионной решетки (энергия, которая расходуется для разделения кристаллических ионов), что делает весь процесс эндотермическим.

О пункте 2. Закон равновесия Ле-Шателье гласит, что, вычитая продукт из состояния равновесия, система реагирует, чтобы воспроизвести новое условие равновесия, и это означает, что новые реагенты преобразуются для восстановления вычитаемого продукта. Это восстановление состояния равновесия после дисбаланса происходит независимо от экзотермического или эндотермического характера реакции. Таким образом, в открытой системе, в которой один из продуктов равновесия непрерывно исчезает, реакция будет идти непрерывно до тех пор, пока один из реагентов не закончится, даже если реакция является эндотермической. а также если энтропийный термин невыгоден.

Иногда причины 1 и 2 объединяются, когда, например, реакция производит газ в открытом сосуде, как в этой очень известной и удивительной реакции, в которой образуется газообразный аммиак, жидкий раствор и больше молей продуктов:

Я надеюсь, что у вас есть полное понимание и ознакомление с эндотермическими реакциями-трансформациями.