Hvad er eksoterme reaktioner?
Faseændringer i stof er opdelt i to grundlæggende kategorier: endotermisk og eksotermisk. Eksotermisk betyder "udvendig varme" på græsk i modsætning til endotermisk "indvendig varme." Endotermiske reaktioner har brug for varme eller energi for at danne nye kemiske bindinger, såsom når en isterning smeltes i en væske og derefter koges til damp. På den anden side skaber eksoterme reaktioner mere energi end hvad der er nødvendigt for at lette dem, hvilket medfører, at temperaturen umiddelbart omkring reaktionen stiger. Dette sker, når der dannes regn i en sky, og selv når regn fryser til is på jorden.
Nogle af de mest illustrerende eksoterme reaktioner involverer flammer. Kampe, lejrbål, fyrværkeri og raketter anvender eksoterme reaktioner for at producere energi, der bruges til en række forskellige formål. Mange letter endotermiske reaktioner som at lave brød, koge suppe eller varme hænderne. Eksoterme reaktioner giver dog ikke bare varme; de kræver ofte mindst en initial energiforsyning, der giver det, der kaldes aktiveringsenergien. I eksoterme reaktioner vil den investerede energi dog altid være mindre end den samlede producerede energi; gnisten bliver aldrig større end flammen.
Andre eksoterme reaktioner er sværere at opleve. Når der dannes rust på metal, en anden almindelig eksoterm reaktion, ser det ikke ud til, at der afgives nogen varme ved processen. Varmen er dog frigivet; over adskillige timer, under lige de rigtige forhold med fugt, lys og temperatur, frembringes blanding af jern og ilt jernoxid og et varmemodicum.
Forskere bruger et instrument kaldet et kalorimeter til at måle, hvor meget varme der produceres ved en faseændring eller kemisk reaktion. Dette involverer at udføre reaktionen i et vandbad for at måle den producerede temperaturændring. Resultaterne viser, om en given reaktion er endotermisk eller eksoterm.
Kemilærere anvender ofte en eller flere af flere omhyggeligt overvågede eksperimenter for at illustrere principperne for eksoterme reaktioner. Lektionen kan være så enkel som at tænde en kamp og forklare, hvordan en gnist antænder en eksoterm reaktion mellem svovl og ilt for at producere varme. Et andet almindeligt eksperiment involverer blanding af vand og calciumchlorid, et afisningsmiddel, der også bruges i bærbare opvarmningspakker, og derefter måler mængden af varme produceret ved reaktionen.
Mange retsmedicinske forskere studerer eksoterme reaktioner udtømmende. Først skal de lære, hvordan forskellige kemiske reaktioner opstår, og hvor meget varme der produceres. Som efterforskere udstyrer denne viden dem bedre til at finde ud af, hvad der forårsagede en brand eller eksplosion - og bestemme, hvordan man bedst slukker dem i fremtiden.