एंडर्जिक प्रतिक्रिया: विशेषताएं, उदाहरण - रसायन विज्ञान - 2025

एक अंतर्जात प्रतिक्रिया वह है जो अनायास नहीं हो सकती है, और ऊर्जा की उच्च आपूर्ति की भी आवश्यकता होती है। रसायन विज्ञान में, यह ऊर्जा आमतौर पर कैलोरी है। सभी अंतर्जात प्रतिक्रियाओं के बारे में सबसे अच्छा ज्ञात एंडोथर्मिक प्रतिक्रियाएं हैं, अर्थात्, जो गर्मी को अवशोषित करने के लिए होती हैं।

सभी प्रतिक्रियाएं सहज क्यों नहीं हैं? क्योंकि वे ऊष्मप्रवैगिकी के नियमों के लिए ऊपर जाते हैं: वे ऊर्जा का उपभोग करते हैं और इसमें शामिल प्रजातियों द्वारा बनाई गई प्रणालियां उनके एन्ट्रापी को कम करती हैं; यही है, रासायनिक प्रयोजनों के लिए, वे अधिक आणविक रूप से आदेशित हो जाते हैं।

स्रोत: Pxhere

ईंट की दीवार का निर्माण एक एंडर्जिक प्रतिक्रिया का एक उदाहरण है। अकेले ईंटें ठोस शरीर बनाने के लिए पर्याप्त कॉम्पैक्ट नहीं करती हैं। इसका कारण यह है कि कोई ऊर्जा लाभ नहीं है जो उनकी यूनियनों को बढ़ावा देता है (यह उनके संभावित कम अंतर-आणविक इंटरैक्शन में भी परिलक्षित होता है)।

तो, दीवार बनाने के लिए आपको सीमेंट और एक श्रम शक्ति की आवश्यकता होती है। यह ऊर्जा है, और गैर-सहज प्रतिक्रिया (दीवार स्वचालित रूप से नहीं बनाई जाएगी) संभव हो जाती है यदि ऊर्जा लाभ माना जाता है (आर्थिक, दीवार के मामले में)।

यदि कोई लाभ नहीं है, तो दीवार किसी भी गड़बड़ी के तहत ढह जाएगी, और इसकी ईंटें कभी भी एक साथ नहीं रह पाएंगी। वही कई रासायनिक यौगिकों का सच है, जिनके निर्माण खंड अनायास एक साथ नहीं आ सकते हैं।

एक अंतर्जात प्रतिक्रिया के लक्षण

क्या होगा अगर दीवार को अनायास बनाया जा सकता है? ऐसा करने के लिए, ईंटों के बीच की बातचीत बहुत मजबूत और स्थिर होनी चाहिए, इतना ही नहीं कि किसी भी सीमेंट या किसी व्यक्ति को उन्हें ऑर्डर करने की आवश्यकता नहीं होगी; ईंट की दीवार, हालांकि यह प्रतिरोधी है, कठोर सीमेंट है जो उन्हें एक साथ रखता है और ईंटों की सामग्री ठीक से नहीं है।

इसलिए, अंतर्जात प्रतिक्रिया की पहली विशेषताएँ हैं:

-यह सहज नहीं है

-एब्सबर्स हीट (या किसी अन्य प्रकार की ऊर्जा)

और यह ऊर्जा को अवशोषित क्यों करता है? क्योंकि उनके उत्पादों में प्रतिक्रिया में शामिल अभिकारकों की तुलना में अधिक ऊर्जा होती है। यह निम्नलिखित समीकरण द्वारा दर्शाया जा सकता है:

ΔG = G _{प्रतिक्रियाशील} -G _{उत्पाद}

जहां.G गिब्स मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन है। चूंकि जी _{उत्पाद} G _{अभिकर्मकों की} तुलना में अधिक है (क्योंकि यह अधिक ऊर्जावान है), घटाव शून्य (ΔG> 0) से अधिक होना चाहिए। निम्नलिखित छवि आगे संक्षेप में बताती है कि अभी क्या समझाया गया है:

स्रोत: गेब्रियल बोलिवर

उत्पादों और अभिकारकों (बैंगनी रेखा) के बीच ऊर्जा की स्थिति के बीच अंतर पर ध्यान दें। इसलिए, अगर गर्मी का अवशोषण पहले नहीं होता है, तो अभिकारक उत्पाद नहीं बनते हैं (A + B => C)।

प्रणाली की मुक्त ऊर्जा को बढ़ाता है

हर एंडर्जोनिक प्रतिक्रिया प्रणाली के गिब्स मुक्त ऊर्जा में वृद्धि के साथ जुड़ा हुआ है। यदि एक निश्चित प्रतिक्रिया के लिए यह सच है कि aG> 0 है, तो यह सहज नहीं होगा और इसे बाहर ले जाने के लिए ऊर्जा की आपूर्ति की आवश्यकता होगी।

गणितीय रूप से कैसे पता चलेगा कि क्या कोई अभिक्रिया एंड्रोजोनिक है या नहीं? निम्नलिखित समीकरण को लागू करना:

ΔG = --H - TΔS

जहां WhereH प्रतिक्रिया की आंत्रशोथ है, अर्थात, जारी या अवशोषित की गई कुल ऊर्जा; ΔS एन्ट्रापी परिवर्तन है, और टी तापमान है। T TheS कारक एक चरण (ठोस, तरल या गैस) में अणुओं के विस्तार या व्यवस्था में उपयोग नहीं की जाने वाली ऊर्जा हानि है।

इस प्रकार, ΔG वह ऊर्जा है जिसे सिस्टम काम करने के लिए उपयोग कर सकता है। चूँकि reactionG के पास एक एंड्रोजेनिक प्रतिक्रिया के लिए एक सकारात्मक संकेत है, इसलिए उत्पादों को प्राप्त करने के लिए ऊर्जा या कार्य को सिस्टम (अभिकारकों) पर लागू किया जाना चाहिए।

फिर, (H के मूल्यों को जानना (सकारात्मक, एक एंडोथर्मिक प्रतिक्रिया के लिए, और नकारात्मक, एक एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रिया के लिए), और टीएसएस, यह जानना संभव है कि क्या प्रतिक्रिया एंड्रोजोनिक है। इसका मतलब यह है कि हालांकि एक प्रतिक्रिया एंडोथर्मिक है, यह जरूरी नहीं है कि यह एंडर्जिक हो ।

आइस क्यूब

उदाहरण के लिए, एक आइस क्यूब तरल पानी में पिघलता है, गर्मी को अवशोषित करता है, जो इसके अणुओं को अलग करने में मदद करता है; हालाँकि, यह प्रक्रिया स्वतःस्फूर्त है, और इसलिए यह एक अंतर्जात प्रतिक्रिया नहीं है।

और उस स्थिति के बारे में क्या है जहाँ आप बर्फ को -100 ?C से कम तापमान पर पिघलाना चाहते हैं? इस स्थिति में, मुक्त ऊर्जा समीकरण में T inS शब्द becauseH (क्योंकि T घटता है) की तुलना में छोटा हो जाता है, और इसके परिणामस्वरूप, willG का सकारात्मक मान होगा।

दूसरे शब्दों में: -100ºC नीचे बर्फ को पिघलाना एक अंतर्जात प्रक्रिया है, और यह सहज नहीं है। इसी तरह का मामला 50,C के आसपास पानी जमने का है, जो अनायास नहीं होता है।

आपके उत्पाद लिंक कमजोर हैं

एक अन्य महत्वपूर्ण विशेषता, जो ΔG से संबंधित है, नए बांड की ऊर्जा है। गठित उत्पादों के बांड अभिकारकों की तुलना में कमजोर होते हैं। हालांकि, बांड की ताकत में कमी की भरपाई बड़े पैमाने पर लाभ से की जाती है, जो भौतिक गुणों में परिलक्षित होती है।

यहां ईंट की दीवार के साथ तुलना अर्थ खोना शुरू कर देती है। उपरोक्त के अनुसार, ईंटों के भीतर के बंधन उनके और सीमेंट के बीच से मजबूत होने चाहिए। हालांकि, एक पूरे के रूप में दीवार अधिक कठोर होने के कारण अधिक कठोर और प्रतिरोधी है।

कुछ इसी तरह के उदाहरण अनुभाग में समझाया जाएगा, लेकिन चीनी के साथ।

यह बाहरी प्रतिक्रियाओं के साथ युग्मित है

यदि अंतर्जात प्रतिक्रियाएं सहज नहीं हैं, तो वे प्रकृति में कैसे होते हैं? जवाब अन्य प्रतिक्रियाओं के साथ युग्मन के कारण है जो काफी सहज (एक्सर्जोनिक) हैं और जो किसी भी तरह उनके विकास को बढ़ावा देते हैं।

उदाहरण के लिए, निम्न रासायनिक समीकरण इस बिंदु का प्रतिनिधित्व करता है:

A + B => C (अंतर्जात प्रतिक्रिया)

C + D => E (बाहरी प्रतिक्रिया)

पहली प्रतिक्रिया सहज नहीं है, इसलिए यह स्वाभाविक रूप से नहीं हो सकता है। हालांकि, सी का उत्पादन दूसरी प्रतिक्रिया होने की अनुमति देता है, जिससे ई।

दोनों प्रतिक्रियाओं के लिए गिब्स मुक्त ऊर्जाओं को जोड़ना, andG ₁ और ergG ₂, परिणाम शून्य से कम (zeroG <0) के साथ, तो सिस्टम एन्ट्रापी में वृद्धि पेश करेगा और इसलिए सहज होगा।

यदि सी ने डी के साथ प्रतिक्रिया नहीं की, तो ए कभी नहीं बन सकता, क्योंकि कोई ऊर्जा क्षतिपूर्ति नहीं है (जैसा कि ईंट की दीवार के साथ पैसे के मामले में)। तब कहा जाता है कि C और D प्रतिक्रिया करने के लिए A और B को खींचते हैं, भले ही यह एक एंडर्जिक प्रतिक्रिया है।

उदाहरण

स्रोत: मैक्स पिक्सेल

प्रकाश संश्लेषण

कार्बन डाइऑक्साइड और पानी से कार्बोहाइड्रेट और ऑक्सीजन बनाने के लिए पौधे सौर ऊर्जा का उपयोग करते हैं। सीओ ₂ और ओ ₂, मजबूत बांड वाले छोटे अणु, रिंग संरचनाओं के साथ शक्कर बनाते हैं, जो भारी, अधिक ठोस होते हैं, और लगभग 186ºC के तापमान पर पिघलते हैं।

ध्यान दें कि CC, CH और CO बॉन्ड O = C = O और O = O की तुलना में कमजोर हैं। और एक चीनी इकाई से, पौधे सेल्युलोज जैसे पॉलीसेकेराइड को संश्लेषित कर सकता है।

बायोमोलेक्यूलस और मैक्रोमोलेक्यूल्स का संश्लेषण

एंडर्जिक प्रतिक्रियाएं एनाबॉलिक प्रक्रियाओं का हिस्सा हैं। कार्बोहाइड्रेट की तरह, प्रोटीन और लिपिड जैसे अन्य बायोमोलेक्यूल्स को जटिल तंत्र की आवश्यकता होती है, जो उनके बिना, और एटीपी के हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रिया के साथ युग्मित नहीं हो सकता है।

इसी तरह, चयापचय प्रक्रियाएं जैसे कि सेलुलर श्वसन, कोशिका झिल्ली में आयनों का प्रसार और रक्तप्रवाह के माध्यम से ऑक्सीजन का परिवहन एंडर्जिक प्रतिक्रियाओं के उदाहरण हैं।

कच्चे तेल से हीरे और भारी यौगिकों का निर्माण

हीरे को भारी दबाव और तापमान की आवश्यकता होती है, ताकि उनके घटकों को एक क्रिस्टलीय ठोस में जमाया जा सके।

हालांकि, कुछ क्रिस्टलीकरण सहज होते हैं, हालांकि वे बहुत धीमी गति से होते हैं (सहजता का प्रतिक्रिया के कैनेटीक्स से कोई संबंध नहीं है)।

अंत में, अकेले कच्चा तेल एंडर्जिक प्रतिक्रियाओं के उत्पाद का प्रतिनिधित्व करता है, विशेष रूप से भारी हाइड्रोकार्बन या मैक्रोलेक्युलस जिसे एस्पलेन्टेस कहा जाता है।

इसकी संरचनाएं बहुत जटिल हैं, और उनका संश्लेषण एक लंबा समय (लाखों वर्ष), गर्मी और जीवाणु कार्रवाई करता है।

संदर्भ

1. QuimiTube। (2014)। एंडर्जिक और एक्सर्जोनिक प्रतिक्रियाएं। से पुनर्प्राप्त: quimitube.com
2. खान अकादमी। (2018)। मुक्त ऊर्जा। से पुनर्प्राप्त: es.khanacademy.org
3. जीवविज्ञान शब्दकोश। (2017)। एंडर्जिक प्रतिक्रिया की परिभाषा। से पुनर्प्राप्त: biologydEDIA.net
4. लूगी, मैरी। (१8 मई २०१8)। एक Endergonic प्रतिक्रिया क्या है? Sciencing। से पुनर्प्राप्त: Sciencing.com
5. हेलमेनस्टाइन, ऐनी मैरी, पीएच.डी. (22 जून, 2018)। एंडर्जिक बनाम एक्सर्जोनिक (उदाहरणों के साथ)। से पुनर्प्राप्त: सोचाco.com
6. एरिंगटन डी। (2018)। एंडर्जिक प्रतिक्रिया: परिभाषा और उदाहरण। अध्ययन। से पुनर्प्राप्त: study.com
7. ऑडरसर्क बायर्स। (2009)। धरती पर जीवन। ऊर्जा क्या है? । से पुनर्प्राप्त: hhh.gavilan.edu