エネルギー入力(反応物)
* 活性化エネルギー: すべての化学反応は、活性化エネルギーと呼ばれる最初の「プッシュ」を開始する必要があります。このエネルギーは、反応物内の結合を破り、新しい製品を形成できるようにするために必要です。
* 熱: 熱を追加すると、分子にエネルギーが得られ、運動エネルギーが増加し、衝突して反応する可能性が高くなります。
* 光: 光合成のような光エネルギーによっていくつかの反応がトリガーされます。
* 電気エネルギー: 電気分解、電気を使用して非分類化学反応を促進することは、電気エネルギーを入力として利用します。
エネルギー出力(製品)
* 発熱反応: これらは周囲にエネルギーを放出し、多くの場合熱として、周囲を熱くします。製品は、反応物よりもエネルギー含有量が少ない。
* 吸熱反応: これらは周囲からエネルギーを吸収し、周囲を冷たくします。製品は、反応物よりもエネルギー含有量が多い。
重要な概念
* エンタルピー変化(ΔH): 反応中の熱エネルギーの変化を測定します。 ΔHは発熱反応(熱が放出される)で陰性であり、吸熱反応(熱は吸収されます)で陽性です。
* ギブス自由エネルギー(ΔG): 反応の自発性を予測します。負のΔGは自発的な(好ましい)反応を示しますが、陽性ΔGは非同一の反応を示します。
例:
* 燃焼: 木材やプロパンのような燃焼燃料は発熱反応であり、エネルギー出力として熱と光を放出します。
* 光合成: 植物は光エネルギーを使用して、二酸化炭素と水を吸熱反応であるグルコースと酸素に変換します。
* 料理: 食品の調理には、吸熱反応、ストーブからの熱エネルギーを吸収して化学結合を分解し、食品の組成を変えることが含まれます。
要約
化学反応には、反応物の産物への変換が含まれ、このプロセスには常にエネルギーの変化が含まれます。エネルギー入力は、反応を開始するための最初の「プッシュ」を提供しますが、エネルギー出力はプロセス中に放出または吸収されます。エネルギーの入力と出力を理解することは、化学反応を予測および制御するために重要です。