EXERGONIC 반응 : 특성 및 예 - 화학 - 2026

exergonic 반응은 열, 빛 또는 소리의 형태로하거나, 자연 발생하며 일반적으로 에너지의 방출을 수반 한 것이다. 열이 방출되면 발열 및 운동 반응에 직면하고 있다고합니다.

그렇기 때문에 '발열 성'과 '운동성'이라는 용어가 혼동되어 동의어로 잘못 취급됩니다. 이는 많은 발열 반응도 exergonic이기 때문입니다. 따라서 불을 피우는 것과 같은 열과 빛의 큰 방출이 관찰되는 경우, 그것은 exergonic 반응으로 구성되어 있다고 가정 할 수 있습니다.

나무의 연소는 발열 반응뿐만 아니라 발열 반응의 한 예입니다. 출처 : Pixnio.

그러나 방출되는 에너지는 눈에 띄지 않을 수 있으며 그렇게 놀라운 것은 아닙니다. 예를 들어, 액체 매질은 약간 가열 될 수 있지만 여전히 exergonic 반응의 결과입니다. 너무 느리게 진행되는 일부 exergonic 반응에서는 가장 작은 온도 상승조차 관찰되지 않습니다.

이러한 유형의 열역학 반응의 중심적이고 특징적인 점은 반응물과 관련하여 생성물의 Gibbs 자유 에너지가 감소하는 것인데, 이는 자발성으로 해석됩니다.

exergonic 반응의 특성

일반 다이어그램

exergonic 반응에 대한 에너지 다이어그램. 출처 : Gabriel Bolívar.

엑서 고닉 반응의 주요 특징은 생성물이 반응물 또는 반응물보다 낮은 Gibss 자유 에너지를 갖는다는 것입니다 (상단 이미지). 이 사실은 일반적으로 제품이 화학적으로 더 안정적이며 더 강한 결합, 더 동적 인 구조 또는 더 "편안한"조건과 관련이 있습니다.

따라서이 에너지 차이 ΔG는 음수입니다 (ΔG <0). 부정적인 반응은 이론상 자발적이어야합니다. 그러나 활성화 에너지 (언덕의 높이), 온도, 엔탈피 및 엔트로피의 변화와 같은 다른 요인도 이러한 자발성을 정의합니다.

고려되는 현상 또는 화학 반응의 본질에 반응하는 이러한 모든 변수는 반응이 exergonic인지 여부를 결정할 수있게합니다. 그리고 반드시 발열 반응 일 필요는 없다는 것도 알게 될 것입니다.

활성화 에너지가 매우 높을 때, 반응물은 상기 에너지 장벽을 낮추기 위해 촉매의 도움을 필요로합니다. 그렇기 때문에 매우 낮은 속도에서 발생하거나 처음에는 전혀 발생하지 않는 exergonic 반응이 있습니다.

시스템의 자유 에너지 감소

다음 수학 식은 앞서 언급 한 내용을 포함합니다.

ΔG = ΔH-TΔS

ΔH 항은 흡열 반응이면 양수이고 발열 반응이면 음수입니다. ΔG를 음수로하려면 TΔS 항이 매우 크고 양수 여야하므로 ΔH에서 빼면 연산의 결과도 음수가됩니다.

따라서 이것은 exergonic 반응의 또 다른 특별한 특징입니다. 그들은 시스템의 엔트로피에 큰 변화를 수반합니다.

따라서 모든 용어를 고려하면 exergonic 반응 전에 존재할 수 있지만 동시에 흡열 성이 있습니다. 즉, 양의 ΔH, 매우 높은 온도 또는 큰 엔트로피 변화.

ΔH가 음수이고 훨씬 더 음수 인 다른 항을 빼면 결과적으로 음의 값을 갖는 ΔG를 가지기 때문에 대부분의 exergonic 반응도 발열 성입니다. TΔS가 음성 (엔트로피 감소)이 아니면 발열 반응이 자연스럽지 않은 엔더 고닉이됩니다.

반응의 자발성은 (운동성이든 아니든) 열역학적 조건에 크게 좌우된다는 점을 강조하는 것이 중요합니다. 통과하는 속도는 운동 요인 때문입니다.

exergonic 반응의 자발성

말한 바에 따르면, 발열 반응이든 아니든간에 exergonic 반응은 자발적이라는 것이 이미 알려져 있습니다. 예를 들어, 화합물은 용기와 함께 냉각하여 물에 용해시킬 수 있습니다. 이 용해 과정은 흡열 성이지만 자발적으로 발생하면 exergonic이라고합니다.

발열 반응

다른 것보다 "더 많은 exergonic"반응이 있습니다. 알아 내려면 다음 식을 다시 편리하게 보관하십시오.

ΔG = ΔH-TΔS

가장 exergonic 반응은 모든 온도에서 자발적으로 발생하는 반응입니다. 즉, 위 식에서 T의 값에 관계없이 ΔH는 음수이고 ΔS는 양수 (ΔH <0 및 ΔS> 0)입니다. 따라서 그들은 매우 발열 반응이며 초기 아이디어와 모순되지 않습니다.

마찬가지로 시스템의 엔트로피가 감소하는 발열 반응이있을 수 있습니다 (ΔS <0); 거대 분자 나 고분자의 합성에서 일어나는 것처럼 요. 이 경우 TΔS 항이 매우 크고 음수이기 때문에 저온에서만 exergonic 반응입니다.

흡열 반응

반면에 고온에서만 자발적인 반응이 있습니다. ΔH가 양수이고 ΔS가 양수일 때 (ΔH> 0 및 ΔS> 0). 우리는 흡열 반응에 대해 이야기하고 있습니다. 그렇기 때문에 온도 감소는 엔트로피 증가를 동반하기 때문에 자발적으로 발생할 수 있습니다.

한편, 전혀 exergonic이 아닌 반응이 있습니다 : ΔH 및 ΔS가 양의 값을 가질 때. 이 경우 온도에 관계없이 반응이 자발적으로 발생하지 않습니다. 우리는 자발적이지 않은 endergonic 반응에 대해 이야기하고 있습니다.

exergonic 반응의 예

화학은 일반적으로 폭발성과 밝음을 특징으로하므로 대부분의 반응은 발열 성이며 exergonic이라고 가정합니다.

연소

Exergonic 반응은 알칸, 올레핀, 방향족 탄화수소, 당 등의 연소입니다.

금속 산화

마찬가지로, 금속의 산화는 더 느리게 발생하지만 exergonic입니다.

신체의 이화 반응

그러나 exergonic하고 매우 중요한 더 미묘한 다른 과정이 있습니다. 우리 신진 대사의 이화 반응입니다. 여기에서 에너지 저장소 역할을하는 거대 분자가 분해되어 열과 ATP의 형태로 자신을 방출하며 신체가 많은 기능을 수행합니다.

이러한 반응의 가장 상징적 인 것은 광합성과는 반대로 세포 호흡으로, 탄수화물은 산소와 함께 "태워 져"소분자 (CO ₂ 및 H ₂ O)와 에너지로 변환됩니다.

기타

다른 exergonic 반응 중에서 우리는 질소 triiodide, NI ₃ 의 폭발적인 분해가 있습니다 . 물에 알칼리 금속을 첨가 한 후 폭발; 에톡 실화 수지의 폴리머 합성; 수용액에서 산-염기 중화; 및 화학 발광 반응.

참고 문헌

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