Phản ứng hóa học xảy ra do sự sắp xếp lại phân tử của hai hay nhiều chất (chất phản ứng) để tạo thành chất mới được gọi là sản phẩm. Sự sắp xếp lại của các phân tử này dẫn đến sự phá vỡ hoặc hình thành các liên kết gây ra những thay đổi trong nhiệt hấp thụ hoặc giải phóng. Dựa trên năng lượng giải phóng, các phản ứng hóa học có thể được phân loại là tỏa nhiệt, thu nhiệt, xuất ngoại hoặc nội sinh.
Tỏa nhiệt so với Exergonic
Sự khác biệt giữa phản ứng tỏa nhiệt và phản ứng xuất ngoại là phản ứng tỏa nhiệt giải quyết sự thay đổi entanpi trong bất kỳ quá trình hóa học nào được đo bằng nhiệt trong một hệ thống kín, trong khi phản ứng tỏa nhiệt giải quyết sự thay đổi năng lượng tự do của bất kỳ phản ứng hóa học nào được gọi là năng lượng tự do Gibbs. Cả hai đều đang giải phóng phản ứng; tuy nhiên, loại năng lượng khác nhau.
Trong nhiệt động lực học, phản ứng tỏa nhiệt là phản ứng tỏa năng lượng. Trong quá trình của một phản ứng tỏa nhiệt, năng lượng được giải phóng dưới dạng nhiệt. Nhiệt được giải phóng dưới dạng entanpi (nội năng ở áp suất và thể tích nhất định hoặc đơn giản là tổng nhiệt của một hệ) của các chất phản ứng nhiều hơn sản phẩm mà năng lượng được giải phóng dưới dạng nhiệt để ổn định hóa học.
Trong nhiệt động lực học, một phản ứng xuất lực cũng là một phản ứng giải phóng năng lượng. Trong quá trình của một phản ứng gắng sức, năng lượng được giải phóng dưới dạng năng lượng tự do Gibbs. Do đó, năng lượng giải phóng cũng được đo bằng sự thay đổi của entropi (năng lượng không có sẵn để thực hiện công việc). Do đó, năng lượng được giải phóng giúp hoàn thành một số công việc và mang lại sự ổn định cho phản ứng.
Bảng so sánh giữa tỏa nhiệt và vượt trội
| Các thông số so sánh | Tỏa nhiệt | Exergonic |
| Nghĩa | Đó là một phản ứng tỏa nhiệt. | Đó là một phản ứng giải phóng năng lượng. |
| Dạng năng lượng | Dạng năng lượng được giải phóng được đốt nóng. | Dạng năng lượng giải phóng được đo bằng năng lượng tự do Gibbs hoặc sự thay đổi trong entropi. |
| Ảnh hưởng đến xung quanh | Năng lượng của xung quanh được tăng lên bằng cách đốt nóng. | Nó không liên quan gì đến việc sưởi ấm xung quanh. Cho đến khi có năng lượng để thực hiện công việc, phản ứng này là khả thi. |
| Năng lượng của chất phản ứng | Nó cao hơn các sản phẩm. | Nó cũng cao hơn so với các sản phẩm. |
| Năng lượng của sản phẩm | Nó thấp hơn các chất phản ứng. | Nó cũng thấp hơn của các chất phản ứng. |
| Thay đổi tổng thể về năng lượng | Nói chung là có sự giải phóng năng lượng trong phản ứng. Tất cả các phản ứng tỏa nhiệt đều có tác dụng tự nhiên khi năng lượng được giải phóng. | Năng lượng được giải phóng, nhưng phản ứng chỉ tiếp tục cho đến khi hoàn thành công việc với năng lượng tự do. |
| Năng lượng miễn phí Gibbs | ∆G âm (toả năng lượng). | ∆G cũng âm. Thông thường, các phản ứng tỏa nhiệt có ∆G lớn hơn. |
| Công việc đã hoàn thành | Công việc không được thực hiện. | Công việc được thực hiện dưới dạng thay đổi entropi. |
| Thí dụ | Đốt cháy nhiên liệu hóa thạch, thắp sáng một ngọn nến, v.v. | Hô hấp ở thực vật và động vật. (Chủ yếu là phản ứng khí sinh học) |
Tỏa nhiệt là gì?
Phản ứng tỏa nhiệt là phản ứng giải phóng năng lượng trong đó hai hoặc nhiều chất phản ứng sắp xếp lại các phân tử của chúng, hình thành và phá vỡ các liên kết hóa học giải phóng năng lượng (có sự thay đổi entanpi ∆H cũng âm) ra xung quanh dưới dạng nhiệt hoặc thậm chí ánh sáng.. Điều này được đo bằng Joule (đơn vị của nhiệt). Điều này ngụ ý rằng các chất phản ứng có năng lượng cao hơn các sản phẩm và giữ cho phản ứng ổn định về mặt nhiệt động lực học. Năng lượng phải được giải phóng ra môi trường xung quanh dưới dạng nhiệt.
Do đó, năng lượng được giải phóng làm giảm năng lượng tự do Gibbs của hệ (∆G là âm), nhưng năng lượng được giải phóng do kết quả của phản ứng và bị tiêu tán ra xung quanh. Sự khác biệt duy nhất là xung quanh bị nóng lên. Phân loại phản ứng trên cơ sở phản ứng tỏa nhiệt và thu nhiệt chỉ đo nhiệt lượng tỏa ra hoặc cần thiết cho một phản ứng. Trong phản ứng tỏa nhiệt, không cần năng lượng khi bắt đầu phản ứng. Các chất phản ứng có năng lượng để tự phản ứng.
Ví dụ tốt nhất về phản ứng tỏa nhiệt là đốt cháy bất kỳ vật liệu nào. Khi bất kỳ vật liệu nào, chẳng hạn như gỗ, bị cháy. Gỗ phản ứng với oxy trong không khí xung quanh để tạo thành carbon dioxide và hơi nước mà chúng ta coi như khói. Lửa ở dạng năng lượng được giải phóng bởi các chất phản ứng (gỗ và oxy) từ các sản phẩm. Ngọn lửa cung cấp cho chúng ta nhiệt và ánh sáng. Năng lượng hóa học này được chuyển đổi thành công thành năng lượng cơ học.
Exergonic là gì?
Exergonic là một phản ứng giải phóng năng lượng, trong đó hai hoặc nhiều chất phản ứng sắp xếp lại các phân tử của chúng, hình thành và phá vỡ các liên kết hóa học giải phóng năng lượng ra xung quanh dưới dạng năng lượng được sử dụng để hoàn thành công việc. Nó cũng được đo bằng jun vì công việc đã hoàn thành cũng giống như lượng năng lượng được sử dụng để thực hiện công việc đó.
Do đó, năng lượng được giải phóng làm giảm năng lượng tự do Gibbs của hệ (∆G là âm), nhưng năng lượng được giải phóng được sử dụng để thực hiện một số công việc một cách tự phát (có nghĩa là cũng có sự thay đổi trong entropi). ∆H vẫn âm. Không cần bất kỳ năng lượng bên ngoài nào để bắt đầu phản ứng.
Ví dụ tốt nhất về phản ứng gắng sức được tìm thấy trong các phản ứng tạo khí sinh học như hô hấp tế bào, dị hóa, chuyển hóa các chất thực phẩm và như vậy. Trung bình, trong quá trình hô hấp tế bào, glucose được phân hủy thành nước và carbon dioxide với sự trợ giúp của oxy. Điều này giải phóng năng lượng được sử dụng để tạo thành các phân tử ATP thúc đẩy hoạt động của cơ thể. Vì vậy, nó là một quá trình giải phóng năng lượng tự phát.
Sự khác biệt chính giữa tỏa nhiệt và vượt trội
Sự kết luận
Mặc dù cả hai phản ứng tỏa nhiệt và xuất lực đều tương tự như sự thay đổi năng lượng tự do Gibbs và sự thay đổi entanpi của chúng (∆G và ∆H đều âm) và cả hai đều có đủ năng lượng để vượt qua hàng rào năng lượng hoạt hóa của nó, nhưng có một sự khác biệt nhỏ về năng lượng mà chúng giải phóng..
Trong khi phần thứ nhất giải phóng năng lượng dư thừa, phần thứ hai tận dụng tối đa năng lượng được giải phóng và chỉ tiếp tục cho đến khi công việc hoàn thành, trong khi các phản ứng tỏa nhiệt tiếp tục cho đến khi các chất phản ứng chuyển hoàn toàn thành sản phẩm. Cần phải quan sát cẩn thận phản ứng và các sản phẩm cuối cùng của chúng để hiểu được sự khác biệt giữa hai loại phản ứng.
