흡열 과정

주요 요소로 분류되는 흡열 과정

우리는 세상에 얼마나 많은 다른 화학 반응이 있는지 항상 인식하지 못합니다. 그중 일부는 흡열 과정 입니다. 이를 수행하려면 대부분 열의 형태로 적절한 양의 에너지를 제공해야 합니다 . 따라서 흡열 과정은 자발적으로 발생하지 않으며 시스템에 에너지를 가함으로써 시작될 수 있습니다. 종종 흡열 과정은 내에너지 과정이라고도 합니다 . 이 과정에서 시스템의 엔탈피가 변경됩니다(마지막으로 반응 생성물의 엔탈피가 반응물의 엔탈피보다 더 큰 값을 가짐). 시스템의 온도는 종종 낮아집니다. 이 현상은 예를 들어 소위 냉각 혼합물을 수행하여 쉽게 관찰할 수 있습니다. 이들은 용액을 만들 때 환경으로부터 에너지를 흡수하고 온도를 낮추는 특정 물질의 혼합물(적절한 질량비 포함)입니다. 냉각 혼합물의 예는 물과 염화암모늄의 비율이 10:3인 것입니다.

흡열 과정 대 발열 과정

흡열 과정 및 발열 과정 (각각 내 에너지 및 발열)은 시스템의 에너지가 변화하는 두 가지 유형의 반응입니다. 흡열 과정과는 반대로 발열 과정은 시스템에서 열의 형태로 에너지를 방출합니다 . 발열 과정이 자발적으로 발생할 수 있습니다. 그들은 환경으로의 열 손실로 인해 엔탈피가 감소하는 것이 특징입니다. 발열 반응의 고전적인 예는 예를 들어 스토브에서 가스를 연소시키거나 소형 젤 히터에서 발열 과정을 사용하는 것입니다.

흡열 과정 – 예

광합성

광합성은 일상 생활에서 일어나는 흡열 반응의 훌륭한 예입니다. 그것은 지구상에서 가장 중요한 생화학 과정 중 하나입니다. 이 과정은 동물과 인간에게 에너지원인 유기 화합물뿐만 아니라 산소를 제공합니다. 간단히 말해서, 광합성은 물과 이산화탄소 가 산소와 포도당으로 전환되는 과정입니다. 이 반응은 빛 에너지의 참여로 발생합니다. 흡열 반응의 특징적인 요소인 빛 에너지가 반응 시스템에 공급됩니다. 태양으로부터의 에너지 공급 없이는 광합성이 일어나지 않습니다.

녹는 얼음

얼음 융해, 즉 물 분자가 고체(얼음)에서 액체(액체 물) 상으로 이동하는 것은 상 전이의 한 예입니다. 에너지 효과로 인해 이것은 흡열 전이입니다. 즉, 환경에서 에너지를 흡수하면서 발생합니다. 용융 현상을 시작하려면 외부로부터의 에너지(이 경우 0ᵒC 이상의 온도)가 필요합니다.

고체 이산화탄소 승화

용융과 같은 승화는 상전이입니다. 승화의 경우 고체가 직접 증기상으로 변합니다(액상 생략). 고체 이산화탄소(일반적으로 드라이아이스로 알려짐)의 승화는 내에너지 변환 메커니즘에 따라 발생합니다. 드라이아이스가 승화하는 동안, 즉 기체 이산화탄소로 직접 전환되는 동안 환경에서 많은 양의 에너지가 흡수됩니다.

케이크 굽기

집에서 구운 페이스트리 생산은 흡열 반응을 관찰할 수 있는 좋은 기회입니다. 일반적인 반죽의 성분 중 하나인 베이킹 파우더는 특히 중탄산암모늄으로 구성됩니다. 케이크를 오븐에 넣으면 열이 가해집니다. 그 영향으로 탄산수소칼슘 이 기체 성분으로 분해되기 시작하여 케이크가 부풀어 오릅니다. 이러한 반응 중에 엔탈피의 변화는 양이므로 흡열 전이입니다.

산업에서의 흡열 공정

수소 생산

수소는 종종 미래의 연료로 언급됩니다. 그 말에는 많은 진실이 있습니다. 현재 메탄의 수증기 개질에 의해 산업적 규모로 얻어진다. 메탄의 수증기 개질은 이 원료를 수증기와 반응시키는 것으로 구성됩니다. 강력한 흡열 반응으로 650–900ᵒC의 고온에서 발생합니다. 이 과정의 결과로 합성 가스라고 하는 수소와 일산화탄소의 혼합물이 생성됩니다. 그런 다음 압력 스윙 흡착 또는 줄여서 PSA로 알려진 기술을 사용하여 수소를 추출할 수 있습니다.

생석회 생산

산업계에서 생석회, 즉 산화칼슘(II)은 석회석(탄산칼슘 암석)을 연소시켜 얻습니다. 이것은 가역적이고 흡열적인 과정입니다. 용광로에서 석회석이 연소(열분해)되면 생석회뿐만 아니라 이산화탄소도 생성됩니다. 예를 들어 두 제품 모두 소다 공장에서 사용됩니다. 이산화탄소는 염수의 탄화에 필요한 반면, 생석회는 수산화칼슘을 생성하는 데 사용되며, 이는 염수 정화로 보내집니다.