能源方面的考虑

能源在化学过程中扮演一个关键的角色。根据现代的化学反应,债券之间的原子在反应物必须被打破,原子或块分子组装成产品,形成新的债券。能源打破债券,吸收和能源演变为债券。在某些反应所需要的能量打破债券大于能源发展新债券,和最终的结果是能量的吸收。这种反应是吸热的能量的形式热。相反的吸热放热;在一个放热反应,以热量的形式发展。更一般的条件放热的(能量进化)吸热的(能量)以外的其他形式的能量加热时使用。

许多常见的反应是放热的。的形成化合物从组成元素几乎都是放热的。的形成水从分子氢和氧气和形成金属氧化如钙氧化(曹)钙金属和氧气气体是例子。在广泛的是放热反应燃烧的燃料(如的反应甲烷与氧气前面所提到的)。

熟石灰(钙的形成氢氧化Ca(哦)₂当水被添加到石灰(曹)是放热的。曹(s) +水(l)→Ca(哦)₂(年代)这个反应发生在水被添加到干燥硅酸盐水泥为了使混凝土,热进化的能量以热能的形式是明显的,因为混合物变得温暖。

并非所有的反应都是放热(或放热的)。几化合物,如一氧化氮(没有),联氨(N₂H₄),需要能量输入时形成的元素。的分解石灰石(CaCO₃),使石灰(曹)也是一个吸热的过程;需要加热石灰石高温度这个反应的发生。CaCO₃曹(s)→(s) +有限公司₂(g)水的分解成它的元素的过程电解是另一个吸热的过程。电能源使用而不是热能进行这个反应。2 H₂O (g)→2 H₂(g) + O₂(g)一般来说,进化的热量反应有利于反应物转换产品。然而,熵是很重要的在确定有利的反应。熵是一个衡量方式能源的数量可以分布在任何系统。熵占这一事实并不是所有能量的过程可以被操纵工作。

化学反应将有利于形成产品如果之和为反应系统熵的变化及其周边地区是正的。一个例子是燃烧木。木有一个低熵。木头燃烧时,它产生的火山灰以及熵值物质二氧化碳气体和水蒸气。在燃烧反应系统的熵增加。同样重要的是,燃烧的热能转移到其周围环境的熵增加。的总熵的变化反应的物质和环境是积极的,并product-favoured反应。

氢气和氧气发生反应形成水时,产品的熵小于反应物。抵消这在熵减少,然而,周围环境的熵的增加由于热量转移到它的放热反应。因为整体熵的增加,氢的燃烧是product-favoured。

运动注意事项

化学反应通常需要一个初始输入的能量开始这个过程。虽然燃烧的木头,纸甲烷是一个放热过程,燃烧需要匹配或火花发起这个反应。提供的能量匹配来自一个放热化学反应,本身就是由摩擦产生的摩擦热匹配合适的表面。

在某些反应,能量启动反应可以提供的光。许多反应地球的大气是光化学发起或light-driven反应太阳辐射。一个例子是转换的臭氧(O₃(O)氧气₂)对流层。的吸收紫外线(hν)太阳启动这个反应阻止有害的高能辐射到达地球表面。

反应的发生,这是不够的,它是积极product-favoured。反应也必须以可见的速度发生。几个因素影响反应速率,包括反应物的浓度,温度,和的存在催化剂。浓度影响分子碰撞反应的速度,任何反应的先决条件。温度是有影响力的,因为只有反应物分子之间的碰撞反应足够精力充沛。分子具有足够能量的比例反应温度有关。催化剂影响利率通过提供一个较低的能量会发生反应的途径。在常见的催化剂是珍贵的金属化合物用于汽车排气系统,二氧化氮等加速污染物的分解成无害的氮和氧气。一系列广泛的生化催化剂也知道,包括叶绿素在植物(这促进大气二氧化碳的反应转化为复杂的有机分子等葡萄糖)和许多生物化学催化剂酶。的酶胃蛋白酶例如,协助大型的分手蛋白质分子在消化。

分类类型的产品

发气反应

许多反应产生一个气体如二氧化碳,硫化氢(H₂年代),氨(NH₃),或二氧化硫(所以₂)。发气反应的一个例子是,发生在金属碳酸盐岩如钙碳酸(CaCO₃的主要组件石灰石,贝壳,大理石)是混合盐酸(HCl)产生二氧化碳。CaCO₃盐酸(s) + 2 (aq)→CaCl₂(aq) +有限公司₂(g) + H₂O(左)在这个方程中,(aq)意味着一个象征复合是水,还是水、解决方案。

蛋糕糊上升是由之间的发气反应引起的酸和小苏打,钠氢碳酸(碳酸氢钠,NaHCO₃)。酒石酸(C₄H₆O₆),一种酸中发现许多食品,通常是酸性的反应物。C₄H₆O₆(aq) + NaHCO₃(aq)→南汽₄H₅O₆(aq) + H₂O (l) +有限公司₂(g)在这个等式,南汽₄H₅O₆酒石酸钠。

大多数泡打粉含有酒石酸和碳酸氢钠,分开使用淀粉作为填料。当泡打粉混合到潮湿的面糊,酸和碳酸盐溶解氢钠略,允许他们接触和反应。二氧化碳产生,面糊上涨。