Warum ist die Atmung ein exothermer Prozess?

Antworten:

Die Atmung ist ein exothermer Prozess, da sie den hochstabilen bildet # "C = O" # Anleihen von # "CO" _2 #.

Erläuterung:

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Während der Atmung werden Glukosemoleküle in einer Reihe von Schritten in andere Moleküle umgewandelt.

Sie enden schließlich als Kohlendioxid und Wasser.

Die Gesamtreaktion ist

# C _ 6 H _12 O _6 + 6O _2 6CO 2 + 6H _2 O + 2805 kJ #

Die Reaktion ist exotherm, weil die # "C = O" # und #"OH"# Bindungen in den Produkten sind so viel stabiler als die Bindungen in den Reaktanten.

Bindungsenergie ist der durchschnittlich Energie, die benötigt wird, um eine Bindung zu lösen.

Einige Bindungsenergien sind:

# "C-C" # = 347 kJ / mol

#"CH"# = 413 kJ / mol;

# "C-O" # = 358 kJ / mol;

#"OH"# = 467 kJ / mol;

# "O = O" # = 495 kJ / mol;

# "C = O" # = 799 kJ / mol

Wir können den Prozess als das Brechen aller Bindungen in den Reaktanten betrachten, um die Atome zu trennen, und dann die Atome erneut kombinieren, um die Bindungen in den Produkten zu bilden.

Ein Glucosemolekül hat die Formel

Es enthält 5 # "C-C" #, 7 #"CH"#; 7 # "C-O" #und 5 #"OH"# Fesseln.

Die 6 # "O" _2 # Moleküle enthalten 6 # "O = O" # Fesseln.

Die Produkte enthalten 12 # "C = O" # und 12 #"OH"# Fesseln.

Der Gesamtprozess ist

# "5C-C" -Farbe (weiß) (1) + 7C-H + 7C-O + Farbe (rot) (Löschen (Farbe (schwarz) ("50-H"))) + 6O = O " " 12C = O "+ Stackrelcolor (blau) (7) (Farbe (rot) (Abbrechen (Farbe (schwarz) (12))))" OH "#

oder

#underbrace ("5C-C" -Farbe (weiß) (l) + 7C-H + 7C-O + 6O = O)) - Farbe (rot) ("diese Bindungen aufbrechen") Unterlauf (12C = O "Farbe (weiß) (l) +" 7O-H ") _ Farbe (rot) (" Diese Bindungen bilden ") #

Die Energieunterschiede in Kilojoule pro Mol sind

#Farbe (weiß) (l) "5C-C" + Farbe (weiß) (l) 7C-H + "7C-O" Farbe (weiß) (l) + Farbe (weiß) (l) 6O = O "Farbe (weiß) (l) " 12C = O "+ Farbe (weiß) (l)" 50-H "#

# 5 × 347 + 7 × 413 + 7 × 358 + Farbe (weiß) (1) 6 × 495 Farbe (weiß) (1) 12 × 799 + 7 × 467 #

#Farbe (Weiß) (L) 1735Farbe (Weiß) (L) + Farbe (Weiß) (L) 2891Farbe (Weiß) (L) + Farbe (Weiß) (L) 2506Farbe (Weiß) (L) + Farbe (Weiß) (ll) 2970 Farbe (weiß) (m) Farbe (weiß) (m) 9588 Farbe (weiß) (ll) + Farbe (weiß) (l) 3269 #

#Farbe (weiß) (mmmmmmm) "10 102" -Farbe (weiß) (mmmmmmml) Farbe (weiß) (m) Farbe (weiß) (mm) "12 857" #

# ΔH H (10 102 - 12 857) kJ / mol = -2755 kJ / mol #

Fast 75% der freigesetzten Energie stammt von der Stallbildung # "C = O" # Anleihen in # "CO" _2 #.