Cara menerangkan tindak balas eksotermik dan endotermik

Tindak balas eksotermik dan endotermik membuka bab termokimia, dan memahaminya dengan betul menyediakan anda untuk pengiraan yang menyusul. Perkataannya bunyi serupa, jadi tabiat paling selamat ialah mengaitkan setiap satu dengan empat perkara serentak: arah aliran haba, perubahan suhu, tanda ΔH, dan gambar rajah aras tenaga. Panduan ini memberi anda kerangka itu dan contoh yang SPM jangka.

Takrif teras

• Tindak balas eksotermik membebaskan tenaga haba ke persekitaran. Suhu persekitaran (biasanya campuran tindak balas) naik. Haba tindak balas, ΔH, adalah negatif.
• Tindak balas endotermik menyerap tenaga haba daripada persekitaran. Suhu persekitaran turun. Haba tindak balas, ΔH, adalah positif.

Cara pantas untuk mengingatinya: ekso = keluar, haba keluar daripada tindak balas, jadi ia terasa panas. Endo = masuk, haba masuk ke dalam tindak balas dari luar, jadi ia terasa sejuk. Anda boleh menyemak perkataan tepat bila-bila di entri glosari tindak balas eksotermik dan tindak balas endotermik kami.

Mengapa haba dibebas atau diserap: ikatan

Penjelasan lebih mendalam, yang diminta soalan markah tinggi, adalah tentang ikatan:

• Memutuskan ikatan menyerap tenaga (langkah endotermik).
• Membentuk ikatan membebaskan tenaga (langkah eksotermik).

Setiap tindak balas memutuskan ikatan dalam bahan tindak balas dan membentuk ikatan baharu dalam hasil. Tanda keseluruhan bergantung pada yang mana lebih besar:

• Jika lebih banyak tenaga dibebaskan semasa membentuk ikatan baharu berbanding diserap semasa memutuskan ikatan lama, tindak balas adalah eksotermik keseluruhan (ΔH negatif).
• Jika lebih banyak tenaga diserap semasa memutuskan ikatan berbanding dibebaskan semasa membentuknya, tindak balas adalah endotermik keseluruhan (ΔH positif).

Menulis perbandingan itu yang mengubah takrif menjadi penerangan markah penuh.

Gambar rajah aras tenaga

Gambar rajah ini kegemaran dalam Kertas 2, jadi belajar melukis kedua-duanya.

• Eksotermik: bahan tindak balas dilukis lebih tinggi daripada hasil. Hasil berada pada aras tenaga lebih rendah, dan anak panah ΔH menghala ke bawah (negatif). Tenaga yang hilang oleh bahan kimia dibebaskan sebagai haba.
• Endotermik: bahan tindak balas dilukis lebih rendah daripada hasil. Hasil berada pada aras tenaga lebih tinggi, dan anak panah ΔH menghala ke atas (positif). Tenaga tambahan hasil diserap daripada persekitaran.

Sentiasa labelkan bahan tindak balas, hasil, dan ΔH dengan tandanya. Gambar rajah tanpa label jarang mendapat markah penuh.

Contoh yang perlu anda tahu

Tindak balas eksotermik (suhu naik):

• Pembakaran, membakar bahan api seperti metana atau etanol.
• Peneutralan, asid bertindak balas dengan alkali.
• Respirasi dalam sel hidup.
• Penyesaran logam kurang reaktif oleh logam lebih reaktif.
• Pengaratan besi (perlahan, tetapi eksotermik).
• Pelarutan natrium hidroksida atau asid sulfurik pekat dalam air.

Tindak balas endotermik (suhu turun):

• Penguraian terma, contohnya memanaskan kalsium karbonat untuk menghasilkan kalsium oksida dan karbon dioksida.
• Fotosintesis dalam tumbuhan hijau.
• Pelarutan garam tertentu seperti ammonium nitrat atau ammonium klorida dalam air (digunakan dalam pek sejuk segera).
• Elektrolisis sebatian lebur atau akueus.

Kebolehan mengisih senarai tindak balas ke dalam dua kumpulan ini ialah tugas biasa Kertas 1 dan Kertas 2.

Soalan peperiksaan dikira

Apabila ammonium klorida dilarutkan dalam air, suhu air turun daripada 30 °C ke 24 °C. (a) Adakah proses ini eksotermik atau endotermik? (b) Nyatakan tanda ΔH. (c) Terangkan dari segi tenaga.

(a) Suhu turun, jadi haba diserap daripada persekitaran, proses ini endotermik.

(b) ΔH adalah positif.

(c) Lebih banyak tenaga diserap untuk memutuskan ikatan (dalam kekisi ionik dan sekeliling molekul air) berbanding dibebaskan apabila ion menjadi terhidrat, jadi terdapat penyerapan haba bersih daripada persekitaran, dan suhu turun.

Tiga bahagian itu menguji pemerhatian, tanda dan penaakulan, tepat kerangka di bahagian atas panduan ini.

Kesilapan biasa yang perlu dielakkan

• Mengelirukan tanda. Eksotermik adalah negatif; endotermik adalah positif. Sebut kuat-kuat sehingga melekat.
• Mengelirukan “persekitaran terasa panas” dengan “tindak balas memperoleh haba”. Dalam tindak balas eksotermik persekitaran memperoleh haba daripada tindak balas, tindak balas kehilangannya.
• Melukis gambar rajah tenaga terbalik. Untuk eksotermik, bahan tindak balas lebih tinggi; untuk endotermik, bahan tindak balas lebih rendah.
• Terlupa penjelasan ikatan apabila soalan meminta anda menerangkan, bukan sekadar menyatakan.

Bina asas kukuh untuk termokimia

Sebaik eksotermik dan endotermik menjadi automatik, pengiraan termokimia, haba peneutralan, pembakaran dan penyesaran, menjadi jauh lebih mudah, kerana tanda ΔH terus terhasil daripada perubahan suhu. Jika anak anda asyik menyongsangkan tanda atau melukis gambar rajah terbalik, itu perkara cepat untuk dibetulkan dengan seorang guru. Kelas satu-ke-satu dalam talian kami dijalankan dalam bahasa Inggeris dari RM50 sejam, dengan percubaan satu jam berbayar, lihat cara ia berjalan.