Химические реакции происходят из-за перегруппировки молекул двух или более веществ (реагентов) с образованием вновь образованных веществ, называемых продуктами. Перестройка этих молекул приводит к разрыву или образованию связей, что вызывает изменения поглощаемого или выделяемого тепла. В зависимости от выделяемой энергии химические реакции можно разделить на экзотермические, эндотермические, экзергонические или эндогенные.
Экзотермический против экзергонического
Разница между экзотермической реакцией и экзергонической реакцией заключается в том, что экзотермическая реакция связана с изменением энтальпии в любом химическом процессе, который измеряется в единицах тепла в замкнутой системе, в то время как экзергонические реакции имеют дело с изменением свободной энергии любой химической реакции, называемой свободной энергией Гиббса. Оба высвобождают реакции; однако тип энергии различается.
В термодинамике экзотермическая реакция - это реакция с высвобождением энергии. В процессе экзотермической реакции выделяется энергия в виде тепла. Тепло выделяется, поскольку энтальпия (внутренняя энергия в данном давлении и объеме или просто общая теплота системы) реагентов больше, чем продуктов, при этом энергия выделяется в виде тепла для химической стабильности.
В термодинамике экзергоническая реакция также является реакцией с высвобождением энергии. В процессе экзергонической реакции выделяется энергия в виде свободной энергии Гиббса. Таким образом, высвобождаемая энергия также измеряется с точки зрения изменения энтропии (энергии, недоступной для выполнения работы). Таким образом, высвобождаемая энергия помогает выполнить некоторую работу и придает устойчивость реакции.
Таблица сравнения экзотермической и экзергонической
| Параметры сравнения | Экзотермический | Экзергонический |
| Значение | Это реакция с выделением тепла. | Это реакция высвобождения энергии. |
| Форма энергии | Форма выделяемой энергии нагревается. | Форма высвобождаемой энергии измеряется в единицах свободной энергии Гиббса или изменения энтропии. |
| Влияние на окружение | Энергия окружающей среды увеличивается за счет нагрева. | Это не имеет ничего общего с обогревом окружающей среды. Пока энергия не доступна для выполнения работы, реакция возможна. |
| Энергия реагентов | Это выше продуктов. | Это также выше, чем у продуктов. |
| Энергия продуктов | Он ниже, чем у реагентов. | Он также ниже, чем у реагентов. |
| Общее изменение энергии | В целом в реакции происходит высвобождение энергии. Все экзотермические реакции по своей природе экзэргоничны, так как выделяется энергия. | Энергия высвобождается, но реакция продолжается только до тех пор, пока не будет выполнена работа со свободной энергией. |
| Свободная энергия Гиббса | ∆G отрицательно (выделяется энергия). | ∆G также отрицательна. Обычно экзотермические реакции имеют больше ∆G. |
| Работа сделана | Работа не сделана. | Работа совершается в виде изменения энтропии. |
| Пример | Сжигание ископаемого топлива, зажигание свечи и т. Д. | Дыхание у растений и животных. (В основном биоэнергетические реакции) |
Что такое экзотермический?
Экзотермическая реакция - это реакция высвобождения энергии, в которой два или более реагента перестраивают свои молекулы, образуя и разрывая химические связи, высвобождая энергию (изменение энтальпии ∆H также отрицательно) в окружающую среду в виде тепла или даже света.. Это измеряется в Джоулях (единицах тепла). Это означает, что реагенты имеют более высокую энергию, чем продукты, и поддерживают термодинамическую стабильность реакции. Энергия должна передаваться в окружающую среду в виде тепла.
Выделяющаяся таким образом энергия снижает свободную энергию Гиббса системы (∆G отрицательна), но энергия высвобождается в результате реакции и рассеивается в окружающей среде. Единственная разница в том, что все вокруг нагревается. Классификация реакций на основе экзотермических и эндотермических реакций измеряет только выделяемое или необходимое для реакции тепло. В экзотермических реакциях энергия в начале реакции не требуется. Реагенты обладают энергией реагировать сами по себе.
Лучшим примером экзотермической реакции является горение любого материала. Когда горит какой-либо материал, скажем дерево. Дерево вступает в реакцию с кислородом окружающего воздуха с образованием углекислого газа и водяного пара, которые мы воспринимаем как дым. Огонь представляет собой энергию, выделяемую реагентами (древесиной и кислородом) из продуктов. Огонь дает нам тепло и свет. Эта химическая энергия успешно трансформируется в механическую энергию.
Что такое Exergonic?
Экзергоника - это реакция высвобождения энергии, в которой два или более реагента перестраивают свои молекулы, образуя и разрывая химические связи, высвобождая энергию для окружающей среды в виде энергии, которая используется для выполнения работы. Он также измеряется в джоулях, поскольку выполненная работа равна количеству энергии, затраченной на ее выполнение.
Выделяемая таким образом энергия снижает свободную энергию Гиббса системы (∆G отрицательна), но высвобождаемая энергия используется для самопроизвольного выполнения некоторой работы (что означает также изменение энтропии). ∆H остается отрицательным. Для начала реакции не требуется никакой внешней энергии.
Лучший пример экзергонических реакций - это биоэнергетические реакции, такие как клеточное дыхание, катаболизм, метаболизм пищевых веществ и тому подобное. В среднем в процессе клеточного дыхания глюкоза с помощью кислорода расщепляется на воду и углекислый газ. Это высвобождает энергию, которая используется для образования молекул АТФ, которые управляют функционированием организма. Таким образом, это спонтанный процесс высвобождения энергии.
Основные различия между экзотермическими и эксергоническими методами
Вывод
Хотя как экзотермические, так и экзергонические реакции похожи на их изменение свободной энергии Гиббса и изменение энтальпии (∆G и ∆H оба отрицательны), и обе имеют достаточно энергии, чтобы пересечь свой энергетический барьер активации, но существует небольшая разница в энергии, которую они выделяют..
В то время как первая высвобождает избыточную энергию, последняя максимально использует высвобождаемую энергию и продолжается только до завершения работы, в то время как экзотермические реакции продолжаются до тех пор, пока реагенты полностью не превращаются в продукты. Необходимо внимательно наблюдать за реакциями и их конечными продуктами, чтобы понять разницу между этими двумя типами реакций.
