A kémiai folyamatokat kísérő hőváltozások

Kölcsönhatások során, különösen a kémiai reakciók során, megváltozik az anyag belső energiája. A belső energia csökkenhet, ekkor hőtermelést tapasztalunk, vagy nőhet, ilyenkor a folyamat során a külvilágból von el hőt, energiát az anyag, és mi lehülést érzékelünk.

Azokat a változásokat, amelyekben az anyag belső energiája csökken, a környezet energiája pedig nő, hőtermelő, exoterm reakcióknak nevezzük.

Ilyen exoterm folyamat például az égés.

Miért exoterm változás a gyertya égése?

Hőelnyelő, azaz endoterm reakcióknak nevezzük azokat a folyamatokat, amelyekben az anyag belső energiája nő, a külvilág energiája pedig csökken.

Hasonlítsuk csak össze az exoterm és endoterm folyamatok belsőenergia változását! Az ábrák segítenek .

Magnézium égése Magnézium forgácsot vagy szalagot csipeszbe fogva tarts a lángba! Ha meggyullad, emeld ki a lángból. Vigyázz! Az égő magnézium lángja vakít, hőmérséklete nagyon magas, ha leesik, az éghető anyagok könnyen lángra kaphatnak! Ne bele, mellé nézz! Figyeld meg a keletkezett anyagot!

Cukor karamellizálása Kémcsőben (vagy kislábosban) melegítsünk óvatosan egy kis cukrot. Figyeljük meg a változásokat! A cukor először megolvad, majd barnulni kezd, miközben a kémcső fala bepárásodik. Erősebb melegítés hatására a cukor elszenesedik.

A fizikai változások közül a halmazállapotváltozások is belső energia változással járnak.

Ha figyelmesen megnézed az ábrát, könnyen megállapíthatod, hogy a halmazállapot változásával párhuzamosan, hogyan változik az anyag belső energiája.

Kémiai átalakuláskor előfordul, hogy megváltozik a reakcióban lévő anyagok száma.

Az olyan reakciókat, amelyekben több anyagból egy anyag keletkezik egyesülésnek, amelyekben egy anyagból több anyag keletkezik, azt bomlásnak nevezzük.

Az előző két kísérletet ha megfigyeled, észreveheted, hogy a magnézium égésekor két anyagból, a magnéziumból és oxigénből egy anyag, magnézium-oxid keletkezett.

magnézium + oxigéngáz = magnézium-oxid

Ez a folyamat tehát egyesülés.

A másik folyamatban az egyetlen kiindulási anyagból, a cukorból, több anyag keletkezett.

cukor = karamell + víz + szén

Ez tehát bomlás.

De nézzünk még két kísérletet!

Higany-oxid bomlása Ezt a kísérletet csak felnőtt végezheti, elszívó fülkében. A keletkező higany-gőzök mérgezőek! Tegyünk a kémcső aljára higany-oxidot, majd melegítsük. Ha látható a kémcső falán a higanybevonat dugjunk a kémcsőbe parázsló gyújtópálcát. A következőket figyelhetjük meg: A higany-oxid színe a vörösön át a sötétbarnáig, csaknem feketéig mélyül a hőmérséklet növelésével. A kémcső falán higany-tükör rakódik le. A parázsló gyújtópálca lángralobban .

Alumíniumpor égése Kiskanálból szórjunk, fújjunk óvatosan alumíniumport (egyszerre nagyon keveset) a borszeszégő lángjába. Vigyázzunk, hogy a borszeszégő kanóca ki ne mozduljon a helyéről, és a keletkező szikrák ne gyújthassanak meg semmit! Megfigyelhetjük, hogy az alumínium tüzijátékszerűen szikrázva elég. A lepotyogó fehér por a keletkezett alumínium-oxid.

A higany-oxid hő hatására alkotórészeire esik szét, tehát bomlik. Az alumíniumpor szikrázva egyesül az oxigénnel.

Próbáljuk meg eldönteni, az aluminium égése és a higany-oxid bomlása közül melyik exoterm és melyik endoterm folyamat!

A higany-oxid csak addig bomlik, amíg melegítjük, ez egy endoterm reakció.

Az alumínium szemcse égése, egyesülése az oxigénnel, a lángot elhagyva is folytatódik. Erről árulkodik a fénylő szikra. Az alumínium égése tehát exoterm folyamat.

Ebben a fejezetben a következőkkel ismerkedhettél meg:

1. exoterm és endoterm folyamat
2. egyesülés és bomlás

Ha valamit újból át szeretnél nézni, kattints rá!

Kipróbálod mit tudsz?