Endotermik reaksiyon

Olarak termodinamik , endotermik reaksiyonlar olarak adlandırılır tüketen fiziksel veya kimyasal işlemlerle ısı . Isı, düzensiz bir enerji biçimidir . Bir in endotermik kimyasal reaksiyonu, oluşumu tarafından verilen enerji , kimyasal bağlar olarak reaksiyon ürünleri enerjinin bağları kırmak için gerekli daha az olan reaktanlann .

Endotermik olayların listesi

• Faz geçişleri (maddenin hali) (buhar, katı, sıvı);
  • Sıvıdan gaza geçişler ( buharlaşma ): belirli bir basınçta durum değişikliği için gerekli olan kütle birimi başına tüm ısıya, buharlaşmanın kütle gizli ısısı denir ;
  • Katıdan sıvıya geçişler ( füzyon ): birim kütle başına, belirli bir basınçta durum değişikliği için gereken toplam ısı, kaynaşmanın kütle gizli ısısı olarak adlandırılır ;
  • Katıdan gaza geçişler ( süblimasyon );
• Gaz gevşetme
• Bir çözücü içinde bir çözünen maddenin belirli çözeltileri;
• Bir gazın desorpsiyonu ;
• Belirli kimyasal bozunma reaksiyonları ;

Yukarıda listelenen endotermik olayların resimleri

• Gaz genleşmesi:
  • Uçaklarda LPG , benzinli ve gazyağı motorlarının karbüratörlerinin donması . Fenomen çift lokalize endoterm ile bağlantılıdır: Kısmi yakıt buharlaşma ve genişleme bu bu yanma hava emme manifolduna bağlanmış, basınç düşüşü , özellikle süzme (filtre de ne zaman, tozlu özellikle soğuktur, ayrıca yükseklikte yakıtın doymuş buhar basıncını düşürerek ) (bu bir turboşarjda daha az yaygındır ) (üreticiler genellikle karbüratör ayaklarına termostatlı ön ısıtıcılar kurarlar) .
  • Regülatörlerin dondurulması : sıvılaştırılmış petrol gazı ( propan , bütan , vb.), Kutup bölgelerindeki su altı dalgıçları vb.
• Buharlaşma :
  • Tüm saf maddeler, yarı saf maddeler ve ayrıca alaşımlarla ilgili faz diyagramlarının aşamaları . Bu yatakların en yaygın örnek bu , 100  ° C , izoterm arasında kaynayan bir su ile atmosferik basınçta . Aslında, sürekli ısı girdisine rağmen, ısıtılmış suyun sıcaklığı daha sonra sabit kalır. Bunun nedeni, kademeli buharlaşmasının endotermik doğasıdır.
  • Bu termal seviyeler, örneğin, et suyunda pişirmenin, en basit, en pratik ve verimli pişirmenin temelini oluşturur . 100 ° C izoterminin bu pratikliği, mutfakta rustik yemek pişirmenin temelidir.
  • Suyun kaynaması için bir başka küçük bir örnek, daha çevresinde çoğunluğu bilinen işlemlerinde kullanılan ayrıntılı 1960 , düdüklü tencereler onların çok pratik seviyeleri için 120  ° C (bu cihazların ortalama) . Örneğin , buhar sterilizasyonu , pastörizasyon , hazır yemeklerin şişelenmesi vb. İçin ideal cihazlardır .
  • Yiyeceklerin fırında pişirilmesi: çok fazla buharlaşmaya neden olurlar (bu nedenle pişirme ısısının çekirdeğe nüfuz etmesini sınırlayan endotermik koşullar) , burası aynı zamanda pişirme sürelerinin pişmiş yiyecek kitlelerine yarı orantılı olma kurallarının olduğu yerdir (telafi buharlaşma yoluyla kaybedilen enerji) .
  • Rüzgar soğuğu : rüzgarın hızıyla hızlandırılan çok güçlendirilmiş bir endoterm (bu hız ve tahmini, örneğin meteorolojide, dağcı için gereklidir) . Bu endoterminin prensibi, nemi ölçen bir cihaz olan psikrometrenin çalışmasında kullanılır . Havadaki nemli bölgenin hızı, bu havadaki nemin çıkarıldığı bir sıcaklık farkının elde edilmesini mümkün kılar.
  • Terleme ile doğal ve otomatik olarak üretilen efor (rüzgar ve kütle) sırasında gerekli fizyolojik soğutma . Buharlaşma yoluyla vücudun gerçek bir termal düzenlemesi vardır: terleme . Ağır havalar (çok yüksek nem ) dışında kişi üstü örtülmediğinde çok etkilidir . Kişi örtüldüğünde vücut ile direk temasta buharlaşma olmaz. Terleme etkinliği azalır ve vücut için çok az ısıl verimle ter damlamasına neden olur.
  • Metalurjide su, yağ ile su verme işlemlerinde kullanılan çok acımasız soğutma (bazen hava jeti kullanılır).
  • İşleme aletlerinin soğutulması ( torna , freze makinesi , öğütücü , matkap , taşlar, vb.): Gerçekten de "kesme yağları" sulu emülsiyonlardır : su / yağ, biraz sıvı sabun gibi.
  • Nemli bir bezle örtülmüşse, doğrudan güneş ışığı altındayken bir şişe ılık suyu soğutun.
  • Bilinen, karmaşık, görünüşte çelişkili, ancak çok soğuk bir dışardan ıslak ayakkabılar veya eldivenlerle girerken gözlenen ve donarsa daha da kötüsü. Oda sıcak ve kuru olduğunda daha hassastır.
  • Aynı şekilde, bu havanın hızı nedeniyle, hava soğutması etkisiyle ayakkabıların üzerinde zorlanan hava olan bir arabada güçlendirilir. Bu pabuçların termal odası (iç kısımda) daha sonra aniden sıcaklık olarak düşürülür (ve yüksek değil (çok daha sonra tekrar yukarı çıkmadan)). Aslında ayakkabının kalınlığındaki (erime ve buharlaşma) ve çevresindeki çift fazlı değişiklik 0  ° C'ye kadar çok ani ve sancılı bir soğumaya neden olur . Sadece çok yavaş değişecek olan sıcaklık. Çözümler genellikle dikkate alınması gerekir, bu olay bu kadar acı verici: Bu eski ayakkabıları çıkarmadan, çorap ve ayakkabı değiştirmek, kuru bir havlu ayaklarınızı sarma, dağlarda, bir in boş koymak yalıtılmış torba bir ile ısıtıcı .
  • Pişmiş toprak kaplar için benzer bir fenomendir . Elbette, bir bitkiyi bahçedeki dondan geçici olarak korumak için kullanma eğilimindeyiz. Fikir kötü, bitki neredeyse her seferinde ölüyor. İç soğuk çok şiddetli ve güneşin gelişinin başlangıcında daha da kötüleşir. Aslında, bu gözenekli malzemede yoğunlaşan nemin buharlaşması, frigorileri yoğunlaştıran bir termal çevreleme etkisine neden olur.
  • Yağmur yağdıktan sonra, kendinizi rüzgara maruz bırakarak veya güneşe çıkarken ıslak bir giysiyi tekrar giyin; ya da her ikisi aynı anda.
  • (Ortalarına kadar olan tam formaları XX inci olarak yüzyıl standart) burkinis soğuk yakalamak için mükemmeldir. Yıkanmak için "dolu (örtü)" dışında bir şey koyamayanlar için çözüm, izotermal dalgıç giysisidir .
• Birleşme :
  • Faz diyagramlarının aşamaları : En yaygın olanı , toplam kütle katı duruma (buzda donmuş) ulaşmadığı sürece , su kütlesi ortalaması bu izotermde kalan 0  ° C'deki sudur ; Sıcaklık, soğuk dış rağmen muhafaza: göllerin örneği, deniz -1.9  ° C for a tuzluluk ve 35 g / l . Kardan temizlenmemiş ve bu nedenle izotermal olarak kalan park etmiş arabalara örnek. 
  • Sıcak bir ön camda eriyen kar (özellikle yoğun ıslak kar yağışı için) . Bu durumlarda temas yüzeyi büyük ölçüde artar. Daha sonra bir "sünger etkisi" ile reaksiyona giren pullar, pulda bir sıvı fazı tutar. Tersine, kristal yüzey çok daha küçüktür. Bu, füzyonun endotermisi ile beslenen ön camda büyük bir soğutma akışına neden olur. Bu özel durumun kanıtı olarak, içerideki buğunun sıcak havalandırma ile giderilmesi çok zordur. Kanadalıların arabalarında bir kat eski karla araba kullanmalarına izin verilmiyor. Yönetmelikler, cezanın acısıyla, başlamadan önce önleyici temizlik yaptırmalarını gerektiriyor.
  • Kışın, özellikle tuzlanmadan kaynaklandığında yollarda buz ve kar erimesi . Tuzlama, buzun erime sıcaklığını ( ötektik karışım ) önemli ölçüde düşürür , ancak aynı zamanda değişim yüzeylerini de artırır. Bu nedenle akşam saatlerinde bu tuzlama işlemlerinden kaçınılmalı, gece soğutması yeniden dondurmayı artırabilir. Süzülen yol ve kaldırılan tuzu daha sonra, örneğin su buharını yakalayarak, buzu yeniden şekillendirerek ( siyah olarak adlandırılır ) yeniden dondurulabilir .
  • Donmuş boruların çözdürülmesi çok sorunludur. Bazı çok yaygın durumlarda, PVC , PE veya PER plastikten yapıldıklarında veya ayrıca bir örtü ile kaplandıklarında veya gömüldüklerinde gerçek bir baş ağrısı . Aynı şekilde, hassas contalara sahip valfler, musluklar, çek valfler söz konusu olduğunda. Aslında, çözdürme için gerekli ısının yayılması, çok sınırlı bir termal iletkenlik ile de engellenebilir . Muhafaza etkisi, çözülmeye karşı çıkmak için de var.
• Düşük sıcaklıkta ortaya çıkan, analizi zor olan karşı örnek:
  • Profesyoneller tarafından serpilerek meyve ağaçlarının ilkbahar koruması. Nitekim, çiçeklerin donu yıllık hasadı birkaç saniye içinde ortadan kaldırır. Profesyoneller, don dönemlerinde vejetasyon başlangıcında ve çiçeklenme döneminde bunları sulayarak dikkatli ve otomatik olarak bu risklerle mücadele ederler . Genellikle, gün doğarken bu çok kısa donma sekansları oldukça düşük su tüketimine sahiptir. Otomatik sprinklerlerin temizlenmesi donma nedeniyle ekipmanın kırılma riskini sınırlar. Dallardaki bu doğrudan su katılaşmaları, çevredeki frigorilerin emilmesine neden olur ve sıcaklığı bu buz çetelerinin kalbindeki buzullaşma izoterminde ( 0  ° C) tutar. Başlangıç ​​aşaması yalnızca 0  ° C'ye geçmeden önce yapılabilir , çünkü püskürtme ilk önce, özellikle kuru ve rüzgarlı havalarda sıcaklıkta bir düşüşü tetikler (hava kütlesinin higrometrisinin yükselmesi sırasında yüksek ilk buharlaşma). Bu teknik, yapay nivolojide, yapay karda olduğu gibi dağıtılmış ve çok güvenilir enstrümantasyon gerektirir .

Endotermik kimyasal reaksiyon

Sabit sıcaklık ve basınçta (hücrenin elektrokimyasal montajı olmadan) gerçekleştirilen bir kimyasal reaksiyon sırasında devreye giren ısı, entalpi durum fonksiyonunun değişimine karşılık gelir  : H. Mol başına kilojoule olarak ifade edilen bu enerji farkı şunlar olabilir:

• Pozitif (endotermik);
• Negatif (ekzotermik);
• Yok (attermik).

Bir endotermik reaksiyon aşağıdaki biçimde yazılabilir:

Reaktifler + Enerji → Ürünler

Başlangıç ​​reaktifleri, oluşan ürünlerinkinden daha güçlü kimyasal bağlara sahip olduğunda, bir reaksiyon endotermiktir : bu nedenle, yeni bağlar oluşturmak için enerjinin çevreden emilmesi gerekir.

Endotermik bir kimyasal reaksiyon sırasında, reaksiyonun gerçekleşmesi için reaktanlara sürekli enerji sağlanmalıdır. Bir endotermik reaksiyon sırasında devreye giren ısı enerjisi, geleneksel olarak, onu alan sistem için pozitif olarak kabul edilir.

Referanslar

1. (in) "  endotermik reaksiyon  " Kimyasal Terminoloji Özeti [ "  Altın Kitap  "], IUPAC 1997, online (2006-) versiyonunu düzeltilmiş 2 inci  ed.
2. (in) "  ekzotermik reaksiyon  " Kimyasal Terminoloji Özeti [ "  Altın Kitap  "], IUPAC 1997, online (2006-) versiyonunu düzeltilmiş 2 inci  ed.

İlgili Makaleler

• Egzotermik reaksiyon
• Termokimya

Dış bağlantılar

• Termokimya
• Kimyasal enerji

<img src="https://fr.wikipedia.org/wiki/Special:CentralAutoLogin/start?type=1x1" alt="" title="" width="1" height="1" style="border: none; position: absolute;">