Skip to main content

I.2.2. Reacții endoterme

📚

Fenomenele care se produc cu absorbție de căldură (Q) se numesc reacții endoterme.

📚

Schema generală:

Reactanți + Q → Produși de reacție

📚

Exemple de reacții endoterme:

- Reacția azotatului de amoniu cu hidroxidul de bariu:

2 NH4NO3 (s) + Ba(OH)2 (aq) + Q → Ba(NO3)2 (aq) + 2 NH3 (g)↑ + 2 H2O (l)

- Reacția de descompunere a azotatului de mercur:

Hg(NO3)2 → Hg ↓ + 2 NO2 ↑ + O2 ↑

👀 Experiment: Descompunerea termică a azotatului de mercur

🔥 Atenție! Atenție când lucrezi cu surse de foc!
🔥 Atenție! Azotatul de mercur este extrem de toxic și periculos pentru mediu!
🔥 Atenție! Dioxidul de azot este un gaz foarte toxic, coroziv și oxidant!
🔥 Atenție! Mercurul este extrem de toxic, provoacă probleme neurologice, renale și alte efecte adverse! Expunerea se face prin inhalare de vapori, ingestie de compuși sau contact cu pielea!Este extrem de periculos pentru mediu!

Materiale necesare:
Eprubetă, azotat de mercur, spirtieră, clește de lemn.


Descrierea experimentului:

  • Pune în eprubetă câteva cristale de azotat de mercur și încălzește-l.
  • Ce observi ?

    Se degajă un gaz brun și pe pereții eprubetei apar picături fine de mercur.

Concluzia experimentului:

Azotatul de mercur II, prin încălzire, se descompune în mercur, dioxid de azot și oxigen.

Hg(NO3)2 → 2 HgO + 4 NO2 ↑ + O2 ↑

2 HgO → 2 Hg + O2 ↑

Hg(NO3)2 → Hg + 2 NO2 ↑ + O2 ↑

📚

Exemple de reacții endoterme:

- Descompunerea termică a hidroxidului de cupru:

Cu(OH)2 (s) + Q → CuO (s) + H2O (g) ↑

👀 Experiment: Descompunerea hidroxidului de cupru

🔥 Atenție! Acest experiment se efectuează numai de către profesori!
🔥 Atenție! Când lucrezi cu surse de foc ai grijă să ai părul strâns și să nu porți haine cu mâneci largi!

Materiale necesare:
Creuzet, hidroxid de cupru, spirtieră, trepied, sită de azbest chibrit, spatulă, pahar Berzelius.


Descrierea experimentului:

  • Pune în creuzet un vârf de spatulă de hidroxid de cupru.
  • Așază creuzetul pe sita de azbest și încălzește-l la flacăra spirtierei.
  • Când aproape tot hidroxidul s-a înnegrit, pune deasupra creuzetului un pahar Berzelius uscat.
  • Ce observi ?

    Prin încălzire hidroxidul de cupru verde-albăstrui se transformă într-un solid negru și pe pereții paharului apar picături de apă.


Concluzia experimentului:
Hidroxidul de cupru se descompune la cald și formează oxidul de cupru II – CuO, de culoare neagră și vapori de apă – H2O, care se condensează pe pereții paharului Berzelius. Este o reacție de descompunere, întrucât avem un singur reactant:

📚

Exemple de reacții endoterme:

- Descompunerea termică a carbonatului de cupru:

CuCO3 (s) + Q → CuO (s) + CO2 (g) ↑

👀 Experiment: Descompunerea carbonatului de cupru

🔥 Atenție! Acest experiment se efectuează numai de către profesori!
🔥 Atenție! Când lucrezi cu surse de foc ai grijă să ai părul strâns și să nu porți haine cu mâneci largi!

Materiale necesare:
Creuzet, carbonat de cupru, spirtieră, trepied, sită de azbest chibrit, spatulă, eprubetă.


Descrierea experimentului:

  • Pune în creuzet un vârf de spatulă de carbonat de cupru.
  • Așază creuzetul pe sita de azbest cu trepied și încălzește-l la flacăra spirtierei.
  • După puțin timp mută carbonatul de cupru într-o eprubetă și continuă încălzirea lui în flacără. Vino cu un băț de chibrit aprins deasupra eprubetei.
  • Ce observi ?

    Prin încălzire carbonatul de cupru verzui se transformă într-un solid negru, iar gazul degajat stinge flacăra chibritului.


Concluzia experimentului:
Carbonatul de cupru se descompune termic cu formare de oxid de cupru II – CuO, de culoare neagră și dioxid de carbon – CO2, care stinge flacăra. Este o reacție de descompunere, întrucât avem un singur reactant:

📚

Exemple de reacții endoterme:

- Reacția acidului citric cu bicarbonatul de sodiu:

C6H8O7 (aq) + 3 NaHCO3 (s) + Q → Na3C6H5O7 (aq) + 3 H2O (l) + 3 CO2 (g) ↑

👀 Experiment: Reacția acidului citric cu bicarbonatul de sodiu

Materiale necesare:
2 pahare de plastic/carton de mărimi diferite, 1 lingură rasă de bicarbonat de sodiu, 1 lingură cu vârf de acid citric (sare de lămâie la plic), 2 linguri apă rece, o scândurică de lemn/suport de carton pentru pahare.


Descrierea experimentului:

  • Amestecă mai întâi cele două prafuri în stare complet uscată în paharul mai mic. Reacția nu va începe până când nu adaugi lichidul. Pune paharul mai mic în interiorul celui mai mare.
  • Adaugă puțină apă pentru a porni reacția.
  • După puțin timp de la începerea reacției, încearcă să scoți paharul mare din cel mic.
  • Ce observi?

    Amestecul începe să facă efervescență puternică (eliberează dioxid de carbon), iar paharul va deveni foarte rece la atingere într-un timp scurt. Temperatura poate scădea cu ușurință cu peste 15-20°C sub temperatura camerei, astfel încât apa din soluția obținută de citrat de sodiu îngheață.


Concluzia experimentului:

Din punct de vedere termodinamic, această reacție are loc cu:

- Ruperea legăturilor: când apa dizolvă cristalele, moleculele de acid citric și de bicarbonat se descompun în ioni. Ruperea acestor legături chimice din reactanți necesită o cantitate mare de energie.

- Formarea noilor legături: când se formează citratul de sodiu, apa și dioxidul de carbon, se eliberează energie, dar această cantitate este mai mică decât cea consumată la primul pas.

Deoarece energia absorbită > energia eliberată, sistemul absoarbe diferența de căldură direct din mediul din jur (apa din pahar, pereții vasului și aerul înconjurător). Din acest motiv, temperatura amestecului scade brusc.

📋

Reacțiile endoterme (care absorb energie sub formă de căldură) au numeroase aplicații practice esențiale în industrie, tehnologie și în viața de zi cu zi. Iată cele mai importante aplicații:

  • Fotosinteza este cel mai important proces endoterm de pe Pământ. Plantele folosesc energia luminoasă a Soarelui pentru a transforma dioxidul de carbon și apa în glucoză și oxigen.

Când lumina Soarelui cade pe frunzele plantelor, clorofila transformă apa și dioxidul de carbon în glucoză (C6H12O6) și oxigen.

Glucoza produsă de plante prin fotosinteză este transformată în alți compuși, precum celuloza și amidonul. Tulpinile plantelor, trunchiul copacilor conțin celuloză, iar amidonul se depozitează în rădăcini sau semințe. Amidonul servește drept hrană pentru oameni.


  • Pungile frigorifice instant sunt folosite în medicină pentru prim-ajutor. Dizolvarea azotatului de amoniu în apă absoarbe rapid căldura, scăzând temperatura pungii pentru a calma loviturile, entorsele etc.

  • Gătitul și coptul care folosesc descompunerea termică a bicarbonatului de sodiu sau a prafului de copt. Aceste prafuri eliberează dioxid de carbon la căldură, făcând aluatul să crească. De asemenea, prepararea termică a alimentelor (denaturarea proteinelor) este un proces endoterm.

  • Obținerea metalelor în metalurgie, de exemplu extragerea fierului în furnale înalte se bazează pe descompunerea endotermă a calcarului (carbonat de calciu) în oxid de calciu și dioxid de carbon. Oxidul de calciu obținut reacționează cu impuritățile de siliciu din minereul de fier pentru a forma zgura, care se separă ușor de metalul topit.

  • Obținerea varului (CaO) se bazează pe descompunerea endotermă a calcarului (carbonat de calciu) în oxid de calciu și dioxid de carbon.

  • Producerea hidrogenului prin electroliza apei și reformarea cu abur a metanului sunt procese care necesită un aport masiv de energie pentru a rupe legăturile chimice și a produce hidrogen gazos.