Perché si verificano reazioni endotermiche? + Esempio

Ci sono due possibili ragioni:

1. perché la reazione produce prodotti con un più alto grado di disordine (ad esempio soluzioni liquide <sostanze gassose, sono più disordinate dei solidi) e / o in quei casi in cui il numero di moli di prodotti è superiore al numero di moli di reagenti (esempio: reazioni di decomposizione).

2. poiché il sistema è aperto, cioè un prodotto viene fisicamente e irreversibilmente sottratto dal sistema reagente (ad esempio, formato di precipitati, complessi, reazioni consecutive in cui l'equilibrio non viene raggiunto, come nei sistemi viventi, ecc.)

Riguardo al punto 1. vale la pena di sapere che la tendenza a formare sistemi (energeticamente) più stabili, come avviene nelle reazioni esotermiche, misurata da una variazione di entalpia negativa, non è l'unica forza trainante della spontaneità delle reazioni chimiche. Un'altra importante forza trainante è la tendenza a produrre sistemi più disordinati, in cui l'aumento del disordine, o la probabilità crescente, viene misurata dalla variazione dell'entropia moltiplicata per T (T = temperatura assoluta). Per le reazioni endotermiche spontanee, il termine Entropia prevale sul termine Entalpia.

È più facile capire questa circostanza con alcune trasformazioni fisiche comuni, come l'evaporazione in una bottiglia chiusa: una goccia di alcol o etere evapora spontaneamente anche se l'evaporazione sottrae energia (è endotermica), perché le molecole nella fase vapore hanno molta più entropia (disordine) delle stesse molecole nella fase liquida.

La dissoluzione dei sali comuni in acqua, come KCl, è spesso un processo spontaneo ed endotermico, poiché la soluzione è molto più disordinata del cristallo + acqua separata, guidando così il processo nonostante l'energia di idratazione (dai legami ionico-acqua) sia inferiore al energia del reticolo ionico (l'energia che viene consumata per separare gli ioni di cristallo) rendendo l'intero processo endotermico.

Riguardo al punto 2. la legge di equilibrio Le Chatelier, afferma che sottraendo un prodotto dallo stato di equilibrio, il sistema reagisce per riprodurre una nuova condizione di equilibrio, e questo implica che i nuovi reagenti vengono trasformati per ripristinare il prodotto sottratto. Questo recupero della condizione di equilibrio dopo sbilanciamento avviene indipendentemente dal carattere esotermico o endotermico della reazione. Quindi, in un sistema aperto in cui uno dei prodotti dell'equilibrio si disperde continuamente, la reazione proseguirà in modo continuo fino a quando uno dei reagenti non termina, anche se la reazione è endotermica e se il termine entropia è svantaggioso.

Talvolta le ragioni 1 e 2 sono combinate, quando, per esempio, la reazione produce un gas in un recipiente aperto, come in questa reazione molto famosa e sorprendente, in cui si producono ammoniaca gassosa, una soluzione liquida e più moli di prodotti:

Spero che tu abbia una completa comprensione e familiarizzazione con le trasformazioni endotermiche-trasformazioni.