- Kuhu kaob energia?
- Mis on keemiliste reaktsioonide soojusefekt?
- Mis toimub energiaga keemiliste reaktsioonide käigus?
Muunduv energia
Energia muundub ühest liigist teise. Näiteks mobiiltelefoni akus muundatakse keemilise reaktsiooni energia elektrienergiaks. Selle elektrienergia arvelt telefon töötabki. Moodsad nutitelefonid kasutavad elektrienergiat enam ekraani tööshoidmiseks, kus elektrienergia muundatakse valgusenergiaks. Telefoni aku laadimiseks on taas vaja elektrienergiat. Eestis toodetakse elektrienergiat peamiselt põlevkivist, mille põletamisel eralduv soojusenergia muundatakse soojuselektrijaamades elektrienergiaks.
Lisalugemine. Energia hulk universumis on muutumatu
Alates universumi tekke hetkest on energiat kogu aeg olnud sama hulk. Enam kui 13 miljardi aasta eest Suure Paugu käigus vabanenud energia on aja jooksul muundunud ühest liigist teise, ent summaarselt on energia hulk muutumatu. Kehtib energia jäävuse seadus, mille kohaselt energia ei teki ega kao, energia võib vaid muunduda ühest liigist teise ning kanduda ühelt kehalt teisele.
Energia põhiliigid on kineetiline ja potentsiaalne energia, mis omakorda jagunevad alaliikideks.
- liikumisenergia
- keemiline energia
- gravitatsioonienergia
- tuumaenergia
Keemilise reaktsiooni soojusefekt
Keemiline reaktsioon on protsess, mille käigus ained (lähteained) muutuvad teisteks aineteks (saadusteks). Seega peavad keemilise reaktsiooni toimumiseks katkema keemilised sidemed lähteaine(te)s ja tekkima uued sidemed saadus(t)e moodustamiseks.
Näiteks vesiniku (H2) ja kloori (Cl2) ühinemisel tekib vesinikkloriid. Selleks, et reaktsioon saaks toimuda, peavad katkema keemilised sidemed vesiniku aatomite ja kloori aatomite vahel. Reaktsiooni käigus moodustuvad uued sidemed vesiniku ja kloori aatomite vahel.
Keemiliste sidemete lõhkumiseks on vaja energiat, mistõttu selles protsessis energia neeldub. Keemiliste sidemete tekkmise tulemusena energia vabaneb.
See, kas keemilises reaktsioonis tervikuna soojus neeldub või eraldub, sõltub sellest, kumma protsessi soojusefekt on ülekaalus. Kui ülekaalus on keemiliste sidemete katkemisel neelduv energia, siis reaktsioonis tervikuna energia neeldub. Kui ülekaalus on aga keemiliste sidemete tekkimisel eralduv energia, siis reaktsioonis tervikuna energia eraldub.
Keemilise reaktsiooni soojusefekt iseloomustab reaktsiooni käigus eraldunud või neeldunud energia hulka ning saaduste ja lähteainete energia vahet.
 |  |
 | ||
Lähteained | Saadused | |
Keemilised sidemed | ||
Energia | ||
Energia eraldumine keemilistes reaktsioonides
Keemilist reaktsiooni, mille käigus eraldub energiat, nimetatakse eksotermiliseks (kr exo – välis-, välimine) reaktsiooniks. Enamikus sellistes reaktsioonides eraldub energia soojusena, aga võib eralduda ka valgusena.
Eksotermilise reaktsiooni korral on saaduste energia väiksem kui lähteainete energia ning reaktsiooni käigus eraldub energiat keskkonda.
Eksotermilistel reaktsioonidel on igapäevaelus väga tähtis roll. Näiteks kütuste põlemise tulemusena eralduva soojusega saab otseselt kütta elamuid. Soojuselektrijaamades muudetakse soojusenergia elektrienergiaks, automootoris auto liikumisenergiaks. Ka toitu valmistades kasutatakse kütuste põlemisel eralduvat soojusenergiat.
- õuna kukkumine
- kütuse põlemine
- lehtede kõdunemine
- jää sulamine
- rakuhingamine
- toidu seedimine
- puidu saagimine
- fotosüntees
Energia neeldumine keemilistes reaktsioonides
Keemilist reaktsiooni, mille käigus energia neeldub, nimetatakse endotermiliseks (kr endon – sisemine) reaktsiooniks. Endotermilised reaktsioonid vajavad toimumiseks lisaenergiat ümbritsevast keskkonnast.
Endotermilise reaktsiooni korral on saaduste energia suurem kui lähteainete energia ning reaktsiooni käigus energia neeldub ümbritsevast keskkonnast.
Endotermilised on mitmesugused lagunemisreaktsioonid. Näiteks veest vesiniku saamiseks tuleb vett elektrolüüsida. Vee elektrolüüsiks on tarvis suures koguses elektrienergiat, et lõhkuda vee molekulis keemilised sidemed hapniku ja vesiniku aatomite vahel.
H2O → H2 + O2
Lisalugemine. Ekso- ja endotermilised reaktsioonid eluslooduses
Energia eraldumisega kulgevad keemilised reaktsioonid toimuvad ka organismide elutegevuse käigus. Näiteks rakuhingamisel lõhustatakse toitained (nt glükoos) hapniku toimel ja vabaneb eluks vajalik energia (vt ka 7. kl loodusõpetuse teemat „Keemilised reaktsioonid organismides“).
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O
Fotosüntees on üks tähtsamaid protsesse roheliste taimede elutegevuses. Fotosüntees vajab toimumiseks Päikeselt tulevat valgusenergiat. See muundatakse kloroplastides keemiliseks energiaks ja kasutatakse orgaanilise aine glükoosi tootmiseks. Fotosüntees on seega endotermiline reaktsioon (vt ka 7. kl loodusõpetuse teemat „Keemilised reaktsioonid organismides“).
6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2
Ma tean, et...
- Reaktsiooni soojusefekt iseloomustab reaktsiooni käigus eraldunud või neeldunud energia hulka ning saaduste ja lähteainete energia vahet.
- Eksotermiline reaktsioon on keemiline reaktsioon, mille käigus energia eraldub keskkonda.
- Endotermiline reaktsioon on keemiline reaktsioon, mille käigus energia neeldub keskkonnast.
Küsimused
- Mille poolest erinevad ekso- ja endotermiline reaktsioon?
- Too näiteid ekso- ja endotermilise reaktsiooni kohta.
- Milline on reaktsiooni soojusefekt, kui ülekaalus on keemiliste sidemete tekkimisel eralduv energia?
