11 Esempio di reazione endotermica: spiegazioni dettagliate

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In questo articolo vengono discussi brevemente diversi esempi di reazioni endotermiche e alcuni problemi numerici sulla reazione endotermica.

Gli esempi sono-

  1. Fusione del ghiaccio per formare acqua
  2. Sublimazione dell'anidride carbonica solida
  3. Decomposizione termica del carbonato di calcio
  4. Fotosintesi
  5. Evaporazione dell'acqua
  6. Ossidazione parziale del gas naturale
  7. Formazione di ossido nitrico
  8. Sciogliere il cloruro di ammonio in acqua
  9. Separazione della coppia ionica
  10. Fusione dei sali solidi
  11. Reazione del cloruro di tionile con cobalto (II)
  12. Formazione di cationi in fase gassosa

Cos'è una reazione endotermica?

In chimica, la reazione endotermica è definita come un tipo di reazione in cui qualsiasi sistema assorbe energia sotto forma di calore e luce dall'ambiente circostante.

La variazione di entalpia per una reazione endotermica è sempre positiva (ΔH>0).

esempi di reazioni endotermiche
Diagramma energetico di una reazione endotermica.
Immagine di credito: Wikimedia Commons

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Scioglimento del ghiaccio per formare acqua

Lo scioglimento del ghiaccio per formare acqua è un esempio di reazione di cambiamento di fase e procede per via endotermica. Il ghiaccio si scioglie a una temperatura di 273 K o superiore a 273 K. Per lo scioglimento del ghiaccio a una temperatura di 273K, il calore assorbito dal sistema è uguale al calore latente (80cal/g) e per lo scioglimento del ghiaccio a una temperatura superiore a 273K, il calore assorbito dal sistema è superiore a questo calore latente.

Sublimazione dell'anidride carbonica solida

La sublimazione è un processo di cambiamento di fase in cui la forma solida viene trasformata direttamente allo stato di vapore senza modificare la fase dallo stato solido a quello liquido. Quando la CO solida2 noto come ghiaccio secco viene sublimato dallo stato solido allo stato di vapore (anidride carbonica gassosa), il sistema assorbe una grande quantità di calore dall'ambiente circostante. Quindi sublimazione di la CO2 solida è un esempio del processo endotermico.

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Decomposizione termica del carbonato di calcio

Termico la decomposizione è un tipo di reazione di decomposizione che avviene sfruttando l’energia termica.

Il carbonato di calcio può essere preparato dalla reazione tra idrossido di calcio e anidride carbonica.

Ca (OH)2 + CO2 → Ladro3 + H2O

 Quando il carbonato di calcio si decompone in presenza di calore produce ossido di calcio (CaO) e CO2.

Ladro3 → CaO+CO2

Fotosintesi

La fotosintesi, una reazione endotermica, procede assorbendo la luce solare (energia luminosa). Durante la fotosintesi, la clorofilla assorbe la luce solare e l'anidride carbonica viene ridotta in presenza di acqua per formare una molecola di glucosio.

CO2 + H2O→C6H12O6 + 6O2

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Fotosintesi.
Immagine di credito: Wikimedia Commons

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Evaporazione dell'acqua

L'evaporazione dell'acqua necessita di energia sotto forma di calore per formare vapore. Il cambiamento di fase (liq=vap) avviene attraverso l'evaporazione dell'acqua. L'evaporazione dell'acqua avviene a 373K o superiore a 373K. Quando l'acqua evapora a 373K (1000C) l'energia assorbita è pari al calore latente di evaporazione (540cal/g) e per oltre 373K il calore verrà assorbito in misura maggiore rispetto a questo calore latente di evaporazione.

Ossidazione parziale del gas naturale

L'ossidazione parziale del gas naturale è sicuramente una reazione endotermica in quanto avviene a temperature molto elevate (1200-15000C). Il gas naturale contiene metano (CH4) e subisce ossidazione in presenza di vapore (H2O). Come prodotto di questo processo di ossidazione parziale si ottengono idrogeno e monossido di carbonio.

CH4 (g) + h2O(g) → CO(g) + 3H2

Formazione di ossido nitrico

Nella formazione dell'ossido nitrico l'energia termica viene assorbita e quindi del H è positivo per questa reazione. Durante questa reazione viene assorbita una quantità di energia di quasi 181 KJ quando il diazoto e il diossigeno reagiscono tra loro.

N2 + O2 → 2NO

Sciogliere il cloruro di ammonio in acqua

 Cloruro di ammonio (NH4Cl), un composto solido cristallino, è un prodotto di ammoniaca e cloro. In acqua è dissociato nei suoi due atomi costituenti, il catione ammonio (NH4) e anione cloruro (Cl-).

NH4Cl(s)→ NH4+ (aq) + Cl- (Aq)

NH4+ (ac) + H2O (liq) → NH3 (ac) + H3O+ (Aq)

H3O+ + OH- ⇌ 2H2O (reazione reversibile)

Questa dissoluzione procede verso la direzione in avanti assorbendo calore. Pertanto la variazione di entalpia sarà sempre positiva.

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Separazione della coppia ionica

Le coppie ioniche si formano principalmente in soluzione a causa della forza di attrazione elettrostatica tra ioni caricati positivamente e negativamente. La formazione delle coppie ioniche avviene attraverso il rilascio di energia (processo esotermico). La separazione della coppia ionica avviene quando questa entità chimica distinta contenente due ioni caricati positivamente viene separata e forma due ioni. L'assorbimento dell'energia termica è il principale fattore determinante per procedere in avanti. Quindi, è il processo inverso di formazione della coppia ionica ed è un processo endotermico.

Fusione dei sali solidi

Il sale è un tipo di composto cristallino con punto di fusione molto elevato. Ma questo sale solido viene sciolto a temperatura e pressione standard. Il sale da cucina normale (NaCl) ha un punto di fusione 8000C e il calore di fusione (ΔH(fusione)) sono 520 Joule per grammo. La fusione del sale solido richiede un'elevata energia termica e un elevato cambiamento di entalpia positivo.

Reazione del cloruro di tionile con cobalto (II)

La reazione tra cloruro di cobalto esaidrato con cloruro di tionile dà acido cloridrico, cloruro di cobalto e anidride solforosa come prodotti. Questo è un processo endotermico e avviene assorbendo calore dall'ambiente circostante. La temperatura del mezzo di reazione è diminuita da 160C a 5.90C e la variazione di entalpia sono positivi.

CoCl2. 6H2O + 6SOCl2 → CoCl2 + 12HCl + 6SO2

Formazione di un catione in fase gassosa

Il processo di formazione dei cationi in fase gassosa richiede energia termica. Per formare un catione, è necessaria un'energia pari all'energia di ionizzazione per rimuovere gli elettroni dal guscio di valenza di un atomo.

Questa energia di ionizzazione dipende dalla configurazione elettronica del rispettivo atomo. Quindi la formazione del catione è sicuramente un processo endotermico. Considerando che la formazione di l'anione è un esempio del processo esotermico perché dopo aver aggiunto un elettrone al guscio di valenza, verrà rilasciata una certa energia.

Di seguito vengono discussi alcuni problemi numerici con risposte sul processo endotermico:

Calcola del H per il processo- N2 (g) +2O2 (g) = 2NO2 (G) La variazione di entalpia per le reazioni indicate è:

N2 (g)+O2 (g) = 2NO   ΔH = 180.5 KJ NO (g) + (1/2) O2 = NO2 (g) ΔH = -57.06 KJ

Risposta:               N2 (g)+O2 (G) →  2NO (g)                                                                                                          (2nd reazione× 2)  NO (g) + (1/2) O2 → NO2 (G)

L'equazione risultante sarà = N2 (g) + 2O2 (G) → 2NO2 (g) Pertanto, la variazione di entalpia di questa reazione è = {180.5 +2×(-57.06)} KJ = 66.38 KJ.

Questa è una reazione endotermica poiché la variazione di entalpia è positiva.

Calcolare la variazione di entalpia per la seguente reazione: Hg2Cl2 (s) = 2Hg (l) + Cl2 (G) La variazione di entalpia per le reazioni indicate è - Hg (liq) + Cl2 (g) = HgCl2 (s) ΔH= -224KJ Hg (liq) + HgCl2 (s) = Hg2Cl2 (s)   ΔH = -41.2 KJ

Risposta:    Le reazioni sopra indicate possono essere scritte come-

Hgcl2 = Hg(liq) + Cl2 (g) (s) ΔH= 224KJ Hg2Cl2 (s)= Hg (liq) + HgCl2 (s)  ΔH = 41.2 KJ

L'equazione risultante sarà:  Hg2Cl2 (s) = 2Hg (l) + Cl2 (G)

Pertanto, la variazione di entalpia è = (224 + 41.2) KJ                                                         = 265.2 KJ.

Calcola la variazione di entalpia per la seguente reazione: CO2 (g) + h2O (liq) = CH4 (g)+O2 (G) Data la variazione di entalpia per CH4, H2O e CO2 sono rispettivamente -74.8, -285.8 e -393.5 KJ/mol.

Risposta: variazione di entalpia = entalpia dei prodotti – entalpia dei reagenti.

DelHf per l'ossigeno è 0.

L'equazione bilanciata è: CO2 (g) + 2 H2O (liq) = CH4 (g)+O2 (g) ΔH = {(-74.8) – 2×(-285.8) – (-393.5)} KJ/mol =890.3 KJ/mol

Domande frequenti (FAQ)

Come si può aumentare la velocità di una reazione endotermica?

Risposta: Una reazione endotermica dipende dalla temperatura del mezzo di reazione. La diminuzione della temperatura del mezzo di reazione aumenta l'entità della reazione nella direzione in avanti.

Qual è la variazione di entropia per una reazione endotermica?

Risposta: La variazione di entropia per una reazione endotermica è sempre negativa poiché l'energia viene assorbita dall'ambiente circostante al sistema

Indicare una reazione che sarà sempre una reazione endotermica?

Risposta: La decomposizione termica è un tipo di reazione che sarà sempre di esempio di reazione endotermica.

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