化学はすべて反応です。発熱反応は、2 つの反応物間の反応中に熱の形でエネルギーが放出される反応です。これらの反応の間、反応混合物の温度は上昇する。発熱反応のプロセスでは、反応物間の結合の形成によりエネルギーが放出され、生成物が形成されます。この種の反応は、マッチ棒、爆竹、廃棄物の堆肥化プロセス、ティーポットからの水蒸気の放出などで観察されます。
化学における反応の定義
化学反応は、反応物と呼ばれる 1 つまたは複数の化合物を、生成物と呼ばれる 1 つまたは複数の異なる物質に変換するプロセスです。物質は、化学元素または化合物として分類できます。化学反応により、反応物の原子が再構成され、さまざまな製品が生成されます。
化学における反応の例
- 分解反応
- 結合反応
- 変位反応
- 二重変位反応
- 降水反応
- 中和反応
- 発熱反応
- 吸熱反応
化学における発熱反応とは?
発熱反応は、エネルギーが光または熱の形で放出される反応またはプロセスです。これらの反応は吸熱反応の逆であり、次のように述べることができます:
反応物 → 製品 + 熱エネルギー/光エネルギー
簡単に言えば、発熱プロセスとは、光または熱の形でエネルギーを放出するプロセスです。したがって、発熱反応では、吸熱反応のように環境から吸収されるのではなく、ある程度の量のエネルギーが環境に伝達されます。発熱プロセスにおけるエンタルピー変化 (ΔH で示される) は、エネルギーの放出/損失のために負になります。
発熱反応を開始するために必要なエネルギーの正味量は、反応によって生成されるエネルギーの正味量よりも少なくなります。熱量計を通過する熱エネルギーの正味量は、システム内で発生する全体的なエネルギー変化のマイナスに相当します。
ただし、特定の化学システムのエネルギーの正確な量を計算することは困難です。したがって、代わりにエネルギーの変化 (ΔH で表されるエンタルピー変化) が計算されます。次の式は、H の値と反応の結合エネルギーの関係を表しています。
ΔH =生成物を生成する結合を形成するために利用されるエネルギー – 反応物間の結合が阻害されるときに放出されるエネルギー.
発熱反応は、エネルギーを生成する反応です。生成物に結合が形成されると、発熱反応で反応物の結合を分割するために使用されるよりも多くのエネルギーが放出されます。
発熱反応の例
発熱反応は、結果として熱または光を生成する化学プロセスです。発熱反応は私たちの身の回りで起こりやすいです。
発熱反応の例は、ろうそくの点火から太陽の下での核融合プロセスまで、どこにでも見られます。私たちの身の回りや化学で発生する発熱プロセスには次のようなものがあります:
- グルコースの燃焼 :C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + エネルギー
- メタンの燃焼 :CH4 + O2 → CO2 + H2O + 熱
- 一酸化炭素の解離 :CO (g) → C (g) + O (g) + エネルギー
- マッチ棒に火をつける
- 恒例のお祭り花火
- バーベキューで燃やした炭
- アルカリ性の刺傷を治療する酢
- 土壌に存在する酸を中和する堆肥
- 胃酸を中和する制酸剤
- 水蒸気の雨水への凝縮
- 水に溶ける酸
これらの例は、熱エネルギーを消費するのではなく生成するため、発熱反応です。氷を溶かしたり、水を水蒸気に変えるなどの逆反応には熱が必要です。その結果、逆転反応は吸熱反応になります。
発熱反応の測定
非常に微量の熱を検出する熱量計は、プロセスが発熱的かどうかを評価するために科学者によって使用されます。反応が熱エネルギーを生成する場合、環境に存在する空気よりも暖かくなります。エネルギー準位図は、使用および放出されるエネルギーの形態により、化学反応全体で発生するエネルギー変化を視覚化するためにも使用できます。
結論
したがって、発熱反応は、生成物を形成する反応物間の結合の形成によるエネルギーの放出に関連していると結論付けることができます。ごく微量の熱を検出する熱量計は、プロセスが発熱的かどうかを評価するために科学者によって使用されます。
私たちは日常生活の中で、上記の例のような発熱反応を観察しています。発熱反応は吸熱反応の反対で、反応物間の結合を破壊するためにエネルギーが与えられます。したがって、発熱反応の質問は、上記の発熱反応のメモを使用して簡単に答えることができます.
