Exempel på spontana endoterma reaktioner och processer
En endoterm process tar upp värme från omgivningen, så att omgivningen blir kallare. De flesta processer som sker av sig själva avger värme, men de nedan är spontana vid rumstemperatur och normalt tryck trots att de tar upp värme, eftersom de ökar entropin (oordningen) kraftigt. Listan omfattar kemiska reaktioner såväl som fysikaliska processer som smältning, avdunstning och upplösning, och varje punkt anger vilken typ det är.
- Is som smälter vid rumstemperatur — en fysikalisk förändring som tar upp ungefär 6 kJ värme per mol is.
- Vatten som avdunstar från en vattenpöl eller din hud — en fysikalisk förändring som tar upp värme, vilket är varför svett kyler dig.
- Torris som sublimerar — en fysikalisk förändring där fast koldioxid tar upp värme och går direkt över till gas.
- Ammoniumnitrat som löses i vatten — en upplösningsprocess som gör vattnet så kallt att den kan användas i kylpåsar för omedelbar kylning.
- Urea som löses i vatten — en upplösningsprocess som används i vissa kylpåsar för omedelbar kylning i stället för ammoniumnitrat.
- Ammoniumklorid som löses i vatten — en upplösningsprocess som får vattentemperaturen att sjunka märkbart.
- Kaliumklorid som löses i vatten — en upplösningsprocess som lämnar lösningen kallare än vattnet var.
- Bariumhydroxidoktahydrat och ammoniumklorid — en kemisk reaktion mellan två fasta ämnen som frigör ammoniak och kan bli så kall att vatten fryser.
- Bikarbonat och ättika — en kemisk reaktion som frigör koldioxidgas medan blandningen svalnar något.
- Bikarbonat och citronsyra — en kemisk reaktion som ger bruset i badbomber och den kyliga känslan hos brusgodis.
Varför kan en endoterm process vara spontan?
Om en process sker av sig själv beror på förändringen i Gibbs fria energi, ΔG = ΔH − TΔS. En endoterm process har ett positivt ΔH, som verkar emot den. Men om ökningen av entropin (ΔS) är tillräckligt stor väger termen TΔS tyngre än ΔH och ΔG blir negativ. Det är därför is smälter över 0 °C men inte under, och därför reaktioner som frigör en gas, som bikarbonat med ättika, kan ta upp värme och ändå gå.
Endoterma reaktioner som inte är spontana
Många endoterma reaktioner behöver en ständig tillförsel av energi och upphör när den tas bort, som fotosyntes, som behöver ljus, och sönderdelningen av kalksten till bränd kalk, som kräver kraftig upphettning. De ingår inte i listan ovan.