化学反応には、分子結合の切断と新しい結合の形成が含まれます。結合を切断するプロセスはエネルギーを放出するプロセスであり、科学者はそれを発エルゴン プロセスと呼んでいます。一方、新しい結合の形成にはエネルギーの投入が必要であり、科学者はそのようなプロセスを吸エルゴンと呼んでいます。エネルギーは、光、電気、熱など、さまざまな形で放出または吸収されます。エネルギーが熱として放出されるプロセスは発熱であり、熱が吸収されるプロセスは吸熱です。吸熱反応は、周囲から熱を吸収し、反応で形成された結合にエネルギーを蓄えるため、温度の正味の低下をもたらす反応です。
TL;DR (長すぎる; 読んでいない)
吸熱反応は周囲からエネルギーを吸収し、温度を下げます。それらは一種の内因性反応です。生物学では、同化プロセスは吸熱反応の例です。
吸熱反応の方程式
吸熱反応の一般式は次のとおりです。
反応物 + 熱エネルギー --> 製品
反応には複数のプロセスが含まれる場合があり、これらのプロセスの一部は熱を放出する場合がありますが、反応が温度の正味の低下を伴う限り、反応は吸熱的です。化学反応は常にエントロピーを増加させる方向に進行するため、これが起こる可能性があります。対照的に、発熱反応は熱を放出する反応です。酸化反応は通常、丸太が燃えるなどの発熱です。
一酸化窒素の形成: 地球の大気中で毎日起こる吸熱反応の例は、酸素分子と窒素分子が結合して一酸化窒素を形成することです。化学者は、この反応が起こるのにどれだけの熱エネルギーが必要かを正確に知っています。この反応の平衡方程式は次のとおりです。
O2 + N2 + 180.5 KJ --> 2 NO
つまり、この反応を起こすには 180.5 キロジュールのエネルギーが必要であり、これもまた良いことです。そうでなければ、大気中のすべての酸素はとっくの昔に使い果たされていたでしょう。この反応の熱エネルギーは、多くの場合、自動車の排気ガスから得られます。
吸熱プロセスはすべての反応ではない
誰もが知っている吸熱プロセスの例は発汗です。これは、体が冷却戦略として皮膚に水を生成するプロセスです.これは、水が液体から気体に状態を変えるときにエネルギーを吸収するために機能します。これは吸熱プロセスですが、反応ではありません。反応には常に化学結合の破壊または形成が含まれるためです。一方、すぐに冷たいアイスパックを絞ると、吸熱反応が生じます。パック内の化学物質が水と反応してエネルギーを吸収し、水を凍らせて氷にします。
生物学の例
植物は光合成中に二酸化炭素を吸収し、それをブドウ糖と酸素に変えます。このプロセスは太陽光の形のエネルギーを必要とし、吸熱性よりも内因性です。反応の式は次のとおりです:
6CO2 (二酸化炭素) + 6H2 O (水) + 太陽光 --> C6 H12 O6 (グルコース) + O2 (酸素)
哺乳動物とヒトの代謝には、多くの吸熱反応が重要です。これらの多くは細胞内で発生し、科学者はエネルギーを放出する異化反応とは対照的に、それらを同化反応と呼んでいます.これらの反応には次のようなものがあります:
- アミノ酸が結合してペプチドを形成する。
- 小さな糖分子が結合して二糖を形成すること。
- 脂肪酸と反応して脂質を生成するグリセロール
