-Эндо и -экзо термические реакции

[realeugene]

Vladimirkey в сообщении #1390103 писал(а):

Но вот при кипении пишут

Кипение - это бурное испарение воды при температуре, когда давление насыщенного пара больше атмосферного давления. При меньшем давлении скорость испарения ограничена скоростью диффузии водяного пара в воздухе от поверхности воды. Вблизи поверхности парциальное давление водяного пара соответствует его насыщению, а дальше образовавшийся пар диффундирует через пограничный слой и уносится. В этом режиме скорость испарения определяется скоростью удаления водяного пара от поверхности посредством диффузии, которая медленный процесс. Если же давление насыщенного водяного пара превышает атмосферное, это ограничение исчезает, и тогда скорость кипения ограничена лишь возможностями подвода энергии. Термодинамически это один и тот же процесс.

[Vladimirkey]

realeugene в сообщении #1389919 писал(а):

Запутаю вас ещё немного: среды в таком смысле может и не быть. Были только исходные вещества, они полностью прореагировали и превратились в продукты реакции. Но ничего принципиально не изменилось.

Я сообщением выше вроде как понял, что происходит, но посидел вот $2$ дня и подумал, что опять не понял. Вы имеете ввиду, что прореагировали и охладились?

Munin в сообщении #1389888 писал(а):

Не надо искажать моих слов. Вы просто неверно понимаете слово "среда". Она не окружает реакцию, она прямо там и есть, где реакция протекает.

Тогда я поторопился сказать, что понял. Убрав в голове все понятия, связанные со средами, пришел к выводу, что вы имели ввиду: есть реагенты и продукты реакции, идет реакция эндотермическая (растворение соли в воде), откуда берется энергия для осуществления данной реакции, из реагентов? Но как такое возможно, ведь если где-то убыла энергия, то где-то прибыло, а по такой логике, у реагентов убыло, у продуктов прибыло (если так и происходит), тогда температура продуктов не должна меняться и охлаждаться.
Посмотрел весь ютуб с эндотермическими реакциями, нашел вот такую https://www.youtube.com/watch?v=t02vuqDFtMo. Там, где градусник в эндотермической реакции показывают, что температура уменьшается. Если рассмотреть, что мы имеем реагенты (соль и воду), какая тут последовательность поглощения энергии (откуда, как)? Энергия поглощается самой реакцией, но при поглощении тепло откуда-то отбирается, тогда реакция должна скорее нагреваться, а не охлаждаться.

[Dmitriy40]

Vladimirkey
Реакция это не объект, это процесс. Реакция не может ни охлаждаться, ни нагреваться, это могут делать только объекты, вещества, либо исходные, либо продукты реакций, либо и те и другие.

Далее, в пробирке не могут прореагировать одновременно все молекулы веществ, т.е. в любой момент времени есть и исходные вещества, и продукты реакций, и реагирующие прямо в этот момент молекулы и атомы. И для реагирующих в данный момент молекул все остальные, и исходные вещества, и продукты предыдущих реакций, являются средой, у которой есть какая-то температура. Так что при смешивании соли и воды происходит следующая цепочка действий: сначала молекулы воды и кристаллы соли механически перемешиваются, потом где-то начинается реакция растворения соли в воде, она происходит в окружающей среде (вода плюс соль) с исходной температурой, продукты реакции охлаждаются (среда ещё нет), потом тепло отбирается от среды вокруг к прореагировавшим продуктам с охлаждением всего вокруг, потом ещё где-то что-то реагирует с поглощением тепла, и так постепенно тепло поглощается во множестве точек протекания реакций, постепенно охлаждая как исходные вещества, так и продукты реакций. Если течение реакций зависит от температуры исходных веществ, то с понижением температуры скорость реакций будет уменьшаться. Одни и те же молекулы и атомы сначала выступают как среда, потом как реагенты в реакциях, потом уже как продукты реакций снова как среда. И потому ваше деление веществ или областей на среду и реакцию неправомочно. В химии понятие зона реакции означает немного другое, не что Вы думаете, а лишь ту область, в рамках которой протекает соответствующая реакция, например если зона реакции ограничена стеклянной колбой. Но на микроуровне для каждой конкретной протекающей реакции чего-либо всё прочее вокруг является средой, не участвующей в реакции. И если в результате протекания реакции выделяется или поглощается тепло, то оно нагревает или охлаждает сначала продукты реакции, а уже потом теплопередачей среду вокруг. Но это на микроуровне, на макроуровне, там где химия и пробирки, там и исходные вещества, и среда, и продукты реакции - это всё одно и тоже, только в разные моменты времени.

Насчёт куда или откуда берётся энергия - в/из внутренней энергии молекул, энергия химической связи в молекулах. В экзотермических реакциях энергия связи в исходных веществах больше энергии связи в продуктах реакции и энергия выделяется например в виде тепловой энергии молекул продуктов реакции (а может и в виде света например, см. хемилюминесценция) и уже потом тепло передаётся другим молекулам вокруг. При эндотермических реакциях энергия связи исходных веществ меньше энергии связи продуктов реакции и соответственно тепловая энергия молекул продуктов реакции уменьшается (они становятся холоднее окружающей среды) и тепло перетекает от среды вокруг к ним, охлаждая всё вокруг.

[GraNiNi]

Vladimirkey в сообщении #1390744 писал(а):

Посмотрел весь ютуб с эндотермическими реакциями, нашел вот такую

Есть более убедительное видео: https://www.youtube.com/watch?v=w_PUydk ... e=youtu.be

[Toolt]

Vladimirkey в сообщении #1390744 писал(а):

"...ведь если где-то убыла энергия, то где-то прибыло, а по такой логике, у реагентов убыло, у продуктов прибыло (если так и происходит), тогда температура продуктов не должна меняться и охлаждаться. ...тогда реакция должна скорее нагреваться, а не охлаждаться".

Вы забыли, что тепловая энергия может переходить в другие виды энергии, не связанные с ростом температуры, например - в изменение энергии химических связей...

[Munin]

Vladimirkey в сообщении #1390744 писал(а):

Но как такое возможно, ведь если где-то убыла энергия, то где-то прибыло, а по такой логике, у реагентов убыло

Реагенты сами убыли. Когда происходит реакция, молекулы реагентов в ней исчезают.

[realeugene]

Dmitriy40 в сообщении #1390756 писал(а):

а уже потом теплопередачей среду вокруг. Но это на микроуровне

На микроуровне нет теплопередачи.

-- 03.05.2019, 16:37 --

Vladimirkey в сообщении #1390744 писал(а):

Энергия поглощается самой реакцией, но при поглощении тепло откуда-то отбирается, тогда реакция должна скорее нагреваться, а не охлаждаться.

Ваша путаница проистекает от того, что вы пытаетесь переносить понятия из моделей макроуровня на микроуровень. На микроурвне нет тепла ни в каком смысле. Как нет и температуры. Это полностью статистические понятия, неприменимые к отдельным молекулам.

И, да, не только вы в этой теме путаете тепло с температурой, оказывается. Я уже писал, что если мысленно разбить эндотермическую реакцию на два последовательных этапа (если это получится): саму химическую реакцию и передачу дополнительного тепла от окружения, то при протекании химической реакции понижается температура смеси (с сохранением энтальпии, т. е. во многих случаях практически с сохранением внутренней энергии), а тепло (т. е. дополнительная энергия) передаётся уже потом от более горячего оружения к более холодному реактору.

[Vladimirkey]

Dmitriy40 в сообщении #1390756 писал(а):

При эндотермических реакциях энергия связи исходных веществ меньше энергии связи продуктов реакции и соответственно тепловая энергия молекул продуктов реакции уменьшается (они становятся холоднее окружающей среды)

Вот в выделенном собственно и загвоздка, такого ведь не может быть (нарушается ЗСЭ), если не подводить теплоты, иначе, если продукты реакции имеют энергию связи выше по отношению к реагентам, то как она может стать выше, если к ней не подводить ничего (при этом они еще становятся холоднее окружающей среды)?

realeugene в сообщении #1390794 писал(а):

И, да, не только вы в этой теме путаете тепло с температурой, оказывается. Я уже писал, что если мысленно разбить эндотермическую реакцию на два последовательных этапа (если это получится): саму химическую реакцию и передачу дополнительного тепла от окружения, то при протекании химической реакции понижается температура смеси (с сохранением энтальпии, т. е. во многих случаях практически с сохранением внутренней энергии), а тепло (т. е. дополнительная энергия) передаётся уже потом от более горячего оружения к более холодному реактору.

Понижается температура смеси (с сохранением энтальпии) - каким образом она это делает? (Я так понял, это вы сейчас про опыт с водой и солью, например, в которой изначально происходит понижение температуры с сохранением энтальпии, а потом уже теплообмен со средой).

[realeugene]

Vladimirkey в сообщении #1390837 писал(а):

Понижается температура смеси (с сохранением энтальпии) - каким образом она это делает?

Делает, потому что может. Ничему это не противоречит. Например, после реакции становится больше степеней свободы на один килограмм смеси. Тогда при той же температуре колебательная энергия в системе окажется больше. Или при той же колебательной энергии будет обязательно меньше температура. Другое дело, что не всегда можно понять, что там за энергия. Но это и не нужно, если пользоваться макроскопическими термодинамическими функциями с макроскопическими законами, не пытаясь объяснить их поведение на пальцах во всех возможных случаях, как это делается, например, в молекулярно-кинетической теории для идеальных газов. Системы бывают гораздо более сложные, а термодинамика продолжает работать и работать.

[Toolt]

Vladimirkey в сообщении #1390837 писал(а):

"...такого ведь не может быть (нарушается ЗСЭ), если не подводить теплоты, иначе, если продукты реакции имеют энергию связи выше по отношению к реагентам, то как она может стать выше, если к ней не подводить ничего (при этом они еще становятся холоднее окружающей среды)?

ЗСЭ не нарушается. Вы опять про температуру и энергию... И что значит, не подводить ничего?
Хорошо. Вот такой пример на пальцах. Гидроксид кальция разлагается на оксид кальция и воду при температуре около 520-550 градусов С. При этом поглощается теплота. Не обращайте внимания на то, что температура высокая (далеко не комнатная) и идет внешний нагрев зоны реакции, и вроде бы никакого охлаждения нет. На самом деле никакой разницы (по сравнению с реакциями, проходящими при комнатных температурах) в сути эндотермического процесса нет. Мы нагрели реактор с гидроксидом кальция до 700 градусов и прекратили внешний нагрев (больше ничего не подводим). Реакция пошла, и так как она эндотермическая, то тепло израсходовалось, температура в реакторе (всей реакционной массы) понизилась. И она будет понижаться до тех пор, пока будет иметь место температура, достаточная для протекания реакции (для преодоления энергетического барьера). Когда температура внутри реактора (реакционной массы) опустится до 500 градусов, реакция остановится. Откуда подводилось тепло, когда мы прекратили нагрев? (Возможно, пример несколько неудачен в связи с выделением воды в виде пара, что связано с изменением объема или давления, но пусть в данном примере мы не будем этого учитывать, простите мне это упрощение).
Вас смущает, что в данном очевидном случае есть высокая температура, а процесс растворения соли мы наблюдаем при комнатной температуре, и колба аж порывается "изморозью". Но на самом деле "для природы" эндотермических реакций нет никакой разницы -5 градусов или 500. Просто для каждой реакции своя температура, при которой реакция идет, а при какой останавливается. И если реактор не успевает нагреваться от внешней греющей среды, то внутри реактора температура понизится и станет "холоднее окружающей среды" - внешнего теплоносителя (чем не "изморозь"?).

[Dmitriy40]

Vladimirkey
ЗСЭ не нарушается так как энергия не теряется и не возникает из ниоткуда, она лишь переходит из одной формы (тепловая) в другую (химическая).
До начала эндотермической реакции тепловая энергия исходных веществ не нулевая (температура по кельвину!), т.е. какая-то энергия есть, часть её и преобразуется в ходе реакции в энергию химических связей. И для этого ничего никуда подводить не надо, молекулы и так имеют всё нужное при себе, ну конечно если температура веществ достаточна для протекания эндотермической реакции.
Очень грубо говоря: летели две молекулы с какой-то скоростью каждая, столкнулись, произошла реакция, образовались какие-то другие молекулы, и уже они полетели дальше (или в стороны, хотя про ЗСИ не забываем) возможно с другой скоростью - т.е. тепловой энергией. Как больше, для экзотермической реакции, так и меньше исходной, для эндотермической. А раз тепловая энергия у них уменьшилась, то они стали холоднее и исходных, и окружающей среды.
Конечно приписывать молекулам температуру нехорошо, но уж и не знаю как ещё пояснить что энергия бывает разной, тепловой (кинетической) и внутренней (химической). И может переходить из одной формы в другую, причём в обе стороны.
Уже 8 страниц и так и непонятно что же Вам в этом непонятно.

[realeugene]

Dmitriy40 в сообщении #1390858 писал(а):

А раз тепловая энергия у них уменьшилась, то они стали холоднее и исходных, и окружающей среды.

Вот это неверно. Уже 8 страниц тут наблюдается путаница энергии с температурой. Так что, лучше всё-таки не спорить с нормальными учебниками и забыть про "тепловую энергию" в применении к химическим реакциям. Это понятие имеет ограниченное применение.

[Munin]

На троллинг ведутся:

царь, царевич, король, королевич, realeugene, arseniiv, wrest, Dmitriy40, GraNiNi, Toolt...

Не слишком ли много чести?