Endergonisch en exergonisch zijn twee soorten chemische reactiesof processen in thermochemie of fysische chemie. De namen beschrijven wat er met energie gebeurt tijdens de reactie. De classificaties zijn gerelateerd aan endotherm en exotherme reacties, behalve endergonisch en exergonisch beschrijven wat er gebeurt met elke vorm van energie, terwijl endotherm en exotherm alleen betrekking hebben op warmte of thermische energie.
Endergonische reacties
- Endergonische reacties kunnen ook een ongunstige reactie of niet-spontane reactie worden genoemd. De reactie vereist meer energie dan je ervan krijgt.
- Endergonische reacties absorberen energie uit hun omgeving.
- De chemische bindingen die uit de reactie worden gevormd, zijn zwakker dan de chemische bindingen die zijn verbroken.
- De vrije energie van het systeem neemt toe. De verandering in de standaard Gibbs Free Energy (G) van een endergonische reactie is positief (groter dan 0).
- De verandering in entropie (S) neemt af.
- Endergonische reacties zijn niet spontaan.
- Voorbeelden van endergonische reacties omvatten endotherme reacties, zoals fotosynthese en het smelten van ijs in vloeibaar water.
- Als de temperatuur van de omgeving daalt, is de reactie endotherm.
Exergonische reacties
- Een exergonische reactie kan een spontane reactie of een gunstige reactie worden genoemd.
- Exergonische reacties geven energie af aan de omgeving.
- De chemische bindingen gevormd uit de reactie zijn sterker dan die welke in de reactanten waren gebroken.
- De vrije energie van het systeem neemt af. De verandering in de standaard Gibbs Free Energy (G) van een exergonische reactie is negatief (minder dan 0).
- De verandering in entropie (S) neemt toe. Een andere manier om ernaar te kijken is dat de stoornis of willekeur van het systeem toeneemt.
- Exergonische reacties treden spontaan op (er is geen externe energie nodig om ze te starten).
- Voorbeelden van exergonische reacties omvatten exotherme reacties, zoals het mengen van natrium en chloor om keukenzout te maken, verbranding en chemiluminescentie (licht is de energie die vrijkomt).
- Als de temperatuur van de omgeving toeneemt, is de reactie exotherm.
Opmerkingen over de reacties
- Je kunt niet zeggen hoe snel een reactie zal optreden op basis van of het endergonisch of exergonisch is. Katalysatoren kan nodig zijn om de reactie met een waarneembare snelheid te laten verlopen. Roestvorming (ijzeroxidatie) is bijvoorbeeld een exergonische en exotherme reactie, maar deze verloopt zo langzaam dat het moeilijk is om de afgifte van warmte aan de omgeving op te merken.
- In biochemische systemen worden vaak endergonische en exergonische reacties gekoppeld, zodat de energie van de ene reactie een andere reactie kan aansturen.
- Endergonische reacties vereisen altijd energie om te beginnen. Sommige exergonische reacties bevatten ook activeringsenergie, maar er komt meer energie vrij bij de reactie dan nodig is om de reactie te initiëren. Er is bijvoorbeeld energie nodig om een brand te starten, maar zodra de verbranding begint, geeft de reactie meer licht en warmte af dan nodig was om het te starten.
- Endergonische reacties en exergonische reacties worden soms genoemd omkeerbare reacties. De hoeveelheid energieverandering is hetzelfde voor beide reacties, hoewel de energie wordt geabsorbeerd door de endergonale reactie en wordt vrijgegeven door de exergonische reactie. Of de omgekeerde reactie eigenlijk kan voorkomen is geen overweging bij het definiëren van omkeerbaarheid. Hoewel het verbranden van hout in theorie een omkeerbare reactie is, komt het in het echt niet voor.
Voer eenvoudige endergonische en exergonische reacties uit
In een endergone reactie wordt energie geabsorbeerd uit de omgeving. Endotherme reacties bieden goede voorbeelden, omdat ze warmte absorberen. Meng zuiveringszout (natriumcarbonaat) en citroenzuur in water. De vloeistof wordt koud, maar niet koud genoeg om bevriezing te veroorzaken.
Een exergonische reactie geeft energie af aan de omgeving. Exotherme reacties zijn goede voorbeelden van dit type reactie omdat ze warmte afgeven. De volgende keer dat u de was doet, doet u wat wasmiddel in uw hand en voegt u een kleine hoeveelheid water toe. Voel je de hitte? Dit is een veilig en eenvoudig voorbeeld van een exotherme en dus exergonische reactie.
Een meer spectaculaire exergonische reactie wordt geproduceerd door een klein stukje van een te laten vallen alkalimetaal in water. Bijvoorbeeld, lithiummetaal in water brandt en produceert een roze vlam.
Een glowstick is een uitstekend voorbeeld van een reactie exergonisch, maar niet exotherm. De chemische reactie geeft energie af in de vorm van licht, maar produceert geen warmte.