Categorie: Chimie Publicat: Iunie 27, 2013
ruperea legăturilor chimice nu eliberează niciodată energie în mediul extern. Energia este eliberată numai atunci când se formează legături chimice. În general, o reacție chimică implică două etape: 1) legăturile chimice originale dintre atomi sunt rupte și 2) se formează noi legături. Acești doi pași sunt uneori împărțiți într-un singur eveniment pentru simplitate, dar sunt într-adevăr două evenimente separate., De exemplu, atunci când ardeți metan (gaz natural) în sobă, metanul reacționează cu oxigenul pentru a forma dioxid de carbon și apă. Chimiștii scriu adesea acest lucru ca:
CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O + energie
această ecuație chimică echilibrată rezumă reacția chimică implicată în arderea metanului. Reactanții sunt în stânga, produsele sunt în dreapta, iar săgeata reprezintă momentul în care se întâmplă reacția. Dar se întâmplă o mulțime de lucruri interesante care sunt ascunse în spatele acelei săgeți., O ecuație mai detaliată ar arăta cam așa:
CH4 + 2 O2 + puțină energie →C + 4 H + 4 o → CO2 + 2 H2O + multă energie
prima linie a ecuației conține reactanții originali: molecule de metan și molecule de oxigen. Prima săgeată reprezintă ruperea legăturilor, care necesită energie. Pe linia de mijloc sunt atomii, acum rupți din molecule și liberi să reacționeze. A doua săgeată reprezintă formarea de noi legături. Pe ultima linie sunt produsele finale., Este nevoie de puțină energie, cum ar fi scânteia de la aprinzătorul din sobă, pentru a începe reacția. Acest lucru se datorează faptului că legăturile trebuie rupte înainte ca atomii să poată fi formați în legături noi și întotdeauna este nevoie de energie pentru a rupe legăturile. Odată ce reacția a început, energia de ieșire dintr-o moleculă de metan arsă devine energia de intrare pentru următoarea moleculă. O parte din energia eliberată de fiecare legătură care se formează în producerea dioxidului de carbon și a apei este utilizată pentru a rupe mai multe legături în moleculele de metan și oxigen., În acest fel, reacția devine auto-susținută (atâta timp cât metanul și oxigenul continuă să fie furnizate). Aprinzătorul poate fi oprit. Dacă ruperea legăturilor nu necesită energie, atunci combustibilii nu ar avea nevoie de un dispozitiv de aprindere pentru a începe arderea. Ei ar începe doar arde pe cont propriu. Prezența bujiilor în mașina dvs. atestă faptul că ruperea legăturilor chimice necesită energie. (Rețineți că arderea metanului implică de fapt mulți pași mai mici, astfel încât ecuația de mai sus ar putea fi extinsă și mai detaliat.,)
manual Avansat Biologie de Michael Roberts, Michael Jonathan Reiss, și Harul Monger membre:
Biologii de multe ori vorbim despre energie fiind puse la dispoziție de defalcare de zahăr, ceea ce înseamnă că ruperea legăturilor chimice în molecule de zahăr eliberează energie. Și totuși, în chimie aflăm că energia este eliberată, nu atunci când legăturile chimice sunt rupte, ci când se formează. De fapt, respirația furnizează energie, nu prin ruperea legăturilor în substrat, ci prin formarea de legături puternice în produse., Cu toate acestea, rezultatul general al procesului este de a produce energie și, în acest sens, biologii vorbesc despre defalcarea zahărului care dă energie.
energia totală de intrare sau de ieșire a unei reacții este egală cu energia eliberată în formarea de noi legături minus energia utilizată în ruperea legăturilor originale. Dacă este nevoie de mai multă energie pentru a rupe legăturile originale decât este eliberată atunci când se formează noile legături, atunci energia netă a reacției este negativă. Aceasta înseamnă că energia trebuie pompată în sistem pentru a menține reacția. Astfel de reacții sunt cunoscute sub numele de endoterme. Dacă dacă ia mai puțină energie pentru a rupe legăturile originale decât este eliberată atunci când se formează noi legături, atunci energia netă a reacției este pozitivă., Acest fapt înseamnă că energia va curge din sistem pe măsură ce reacția se desfășoară. Acest fapt înseamnă, de asemenea, că reacția poate continua pe cont propriu, fără nici o energie externă odată ce a început. Astfel de reacții sunt cunoscute sub numele de exoterme. (Reacțiile endotermice pot, de asemenea, să se desfășoare singure dacă există suficientă energie externă sub formă de căldură ambientală pentru a fi absorbită.) Reacțiile exoterme tind să încălzească mediul înconjurător, în timp ce reacțiile endoterme tind să-l răcească. Arderea combustibililor este exotermă, deoarece există o eliberare netă de energie., Gătirea unui ou este endotermică, deoarece există un aport net de energie pentru a face oul gătit. Concluzia este că atât reacțiile endotermice, cât și cele exoterme implică ruperea legăturilor și, prin urmare, ambele necesită energie pentru a începe.
are sens că ruperea legăturilor necesită întotdeauna energie. O legătură chimică ține doi atomi împreună. Pentru a rupe legătura, trebuie să lupți împotriva legăturii, cum ar fi întinderea unei benzi de cauciuc până când se fixează. A face acest lucru necesită energie. Ca o analogie, gândiți-vă la atomi ca la mingi de baschet., Gândiți-vă la peisajul energetic al legăturilor chimice ca la un teren deluros pe care se rostogolesc mingile de baschet. Când două bile sunt plasate lângă o gaură rotundă, gravitatea le trage în jos în partea de jos unde se întâlnesc și se opresc. Cele două bile stau acum aproape împreună din cauza formei găurii și a tragerii gravitației. Aceasta este ca legătura chimică care unește atomii. Pentru a obține bilele departe unul de altul (pentru a rupe legăturile), trebuie să le rostogolească în sus laturile opuse ale găurii. Este nevoie de energia mâinii împingând bilele pentru a le ridica pe părțile laterale ale găurii și departe unul de celălalt., Energia pe care o puneți în sistem pentru a scoate bilele este acum stocată ca energie potențială în bile. Atomii nu se rostogolesc literalmente în sus și în jos pe dealuri, dar se comportă ca și cum s-ar mișca într-un peisaj energetic care este foarte asemănător cu dealurile reale.
subiecte: legătură, legături, legătură chimică, reacție chimică, endotermică, energie, exotermă, reacție