Sólin Sólin Rís 08:55 • sest 17:27 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 19:30 • Sest 18:02 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 10:07 • Síðdegis: 22:38 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 03:42 • Síðdegis: 16:29 í Reykjavík

Hvað er innvermið efnahvarf og hvað er útvermið efnahvarf?

Emelía Eiríksdóttir

Upprunalegu spurningarnar voru::
  • Ég er að vinna verkefni í efnafræði og þarf að fjalla um innvermið og útvermið. Hvað er það eiginlega?
  • Hver er munurinn á útvermri og innvermri efnabreytingu?
  • Ég var að spá hver er munurinn á innvermnu og útvermnu efnahvarfi?

Ný hugtök vefjast oft fyrir fólki í byrjun enda er um margt að hugsa þegar maður er að læra eitthvað nýtt. Sem betur fer er yfirleitt vandað vel til verka þegar ný íslensk fræðiheiti (íðorð, fagorð, tækniorð) eru búin til og þau gjarnan lýsandi fyrir þann hlut eða hugtak sem orðið nær yfir. Fræðiheitið eitt og sér getur því verið eins konar stikkorð sem hjálpar okkur að skilja hvað hluturinn gerir eða hvað hugtakið þýðir.

Skoðum nú hugtökin útvermið efnahvarf (e. exothermic reaction) og innvermið efnahvarf (e. endothermic reaction) með þetta í huga. Byrjum á orðinu efnahvarf (e. chemical reaction). Það er samsett úr orðunum efni og hvarf í merkingunni að efni hverfur eða breytingar verða á efni þegar efnahvarf á sér stað.

Orðið innvermið er einnig samsett úr tveimur orðum, inn og vermið, þar sem vermið vísar til varma/hita/orku. Með hugtakinu innvermið efnahvarf er þá gefið til kynna að til þess að efnahvarfið geti átt sér stað þurfi varmi/orka að koma inn í hvarfið. Að sama skapi þýðir hugtakið útvermið efnahvarf að varmi/orka verður til þegar efnahvarfið á sér stað, það er að segja orka losnar úr læðingi við efnahvarfið.

Þegar eldspýta brennur á sér stað útvermið efnahvarf.

Efnahvörf fela í sér breytingar á efnasamböndum þar sem einhver efnatengi rofna/brotna og önnur myndast. Það kostar orku að rjúfa efnatengi en það losnar orka við að mynda efnatengi; öll efnasambönd hafa því innri orku. Það er ekki hægt að mæla innri orku efnasambanda beint en það er hægt að mæla breytingu á heildarorku efnahvarfa, það er að segja muninum á orkuinnihaldi hvarfefnanna og myndefnanna; hversu mikil sú orkubreyting er ræðst af hverju og einu efnahvarfi. Þessi breyting á heildarorku er kölluð hvarfvarmi (e. enthalphy) og segir til um hvort efnahvarf sé útvermið eða innvermið. Hvarfvarmi er táknaður með $\Delta H$ og er einingin fyrir hvarfvarma kJ/mól.

Til að sjá þetta betur fyrir okkur skulum við taka dæmi um efnahvarf þar sem efni A og B hvarfast og mynda efni C og D. Efnin A og B kallast hvarfefni og efnin C og D kallast myndefni.

$$ \begin{matrix} A + B &\to &C + D \\ \text{Hvarfefni} && \text{Myndefni} \\ \end{matrix} $$

Hvarfefnin A og B eru með hvarfvarmann $\Delta H_{Hvarfefni}$ og myndefnin C og D eru með hvarfvarmann $\Delta H_{Myndefni}$. Hvarfvarmi fyrir efnahvarfið er þá eftirfarandi:

$$\Delta H_{Hvarf}=\Delta H_{Myndefni}-\Delta H_{Hvarfefni}$$

Ef hvarfefnin eru orkuríkari en myndefnin, það er að segja ef $\Delta H_{Hvarfefni}$ er meiri en $\Delta H_{Myndefni}$ losnar orka út í umhverfið og efnahvarfið er því útvermið; þetta skynjum við sem hita.

$$\text{Útvermið efnahvarf:}\quad A + B \to C + D + orka \qquad \Delta H_{Hvarf} < 0$$

Ef $\Delta H_{Myndefni}$ er meiri en $\Delta H_{Hvarfefni}$ þarf orka að koma úr umhverfinu inn í efnahvarfið til að efnahvarfið eigi sér stað. Það má líka orða þetta þannig að innvermið efnahvarf tekur til sín orku úr umhverfinu sem verður til þess að umhverfið kólnar.

$$\text{Innvermið efnahvarf:}\quad orka + A + B \to C + D \qquad \Delta H_{Hvarf} > 0$$

Klaki sem bráðnar er dæmi um innvermna efnabreytingu.

Ofangreindar útskýringar eiga einnig við um aðrar efnabreytingar eins og hamskipti (þegar efni breytast úr því að vera fast efni, vökvi eða gufa) og leysingar (þegar efni leysist upp í einhverjum leysi).

$$\text{Innvermin efnabreyting:}\quad orka+H_2 O_{(s)} \to H_2 O_{(l)} \qquad \Delta H_{Hvarf} > 0$$

$$\text{Útvermin efnabreyting:}\quad H_2 O_{(g)} \to H_2 O_{(l)} + orka \qquad \Delta H_{Hvarf} < 0$$

Heimildir og myndir:

Höfundur

Emelía Eiríksdóttir

efnafræðingur og starfsmaður Vísindavefsins

Útgáfudagur

9.9.2021

Spyrjandi

Agnes Jóhanndóttir, Sólveig Rán Stefánsdóttir, Jóhanna Gabriela Lecka

Tilvísun

Emelía Eiríksdóttir. „Hvað er innvermið efnahvarf og hvað er útvermið efnahvarf?“ Vísindavefurinn, 9. september 2021. Sótt 27. október 2021. http://visindavefur.is/svar.php?id=79006.

Emelía Eiríksdóttir. (2021, 9. september). Hvað er innvermið efnahvarf og hvað er útvermið efnahvarf? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=79006

Emelía Eiríksdóttir. „Hvað er innvermið efnahvarf og hvað er útvermið efnahvarf?“ Vísindavefurinn. 9. sep. 2021. Vefsíða. 27. okt. 2021. <http://visindavefur.is/svar.php?id=79006>.

Chicago | APA | MLA

Spyrja

Sendu inn spurningu LeiðbeiningarTil baka

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Senda grein til vinar

=

Hvað er innvermið efnahvarf og hvað er útvermið efnahvarf?
Upprunalegu spurningarnar voru::

  • Ég er að vinna verkefni í efnafræði og þarf að fjalla um innvermið og útvermið. Hvað er það eiginlega?
  • Hver er munurinn á útvermri og innvermri efnabreytingu?
  • Ég var að spá hver er munurinn á innvermnu og útvermnu efnahvarfi?

Ný hugtök vefjast oft fyrir fólki í byrjun enda er um margt að hugsa þegar maður er að læra eitthvað nýtt. Sem betur fer er yfirleitt vandað vel til verka þegar ný íslensk fræðiheiti (íðorð, fagorð, tækniorð) eru búin til og þau gjarnan lýsandi fyrir þann hlut eða hugtak sem orðið nær yfir. Fræðiheitið eitt og sér getur því verið eins konar stikkorð sem hjálpar okkur að skilja hvað hluturinn gerir eða hvað hugtakið þýðir.

Skoðum nú hugtökin útvermið efnahvarf (e. exothermic reaction) og innvermið efnahvarf (e. endothermic reaction) með þetta í huga. Byrjum á orðinu efnahvarf (e. chemical reaction). Það er samsett úr orðunum efni og hvarf í merkingunni að efni hverfur eða breytingar verða á efni þegar efnahvarf á sér stað.

Orðið innvermið er einnig samsett úr tveimur orðum, inn og vermið, þar sem vermið vísar til varma/hita/orku. Með hugtakinu innvermið efnahvarf er þá gefið til kynna að til þess að efnahvarfið geti átt sér stað þurfi varmi/orka að koma inn í hvarfið. Að sama skapi þýðir hugtakið útvermið efnahvarf að varmi/orka verður til þegar efnahvarfið á sér stað, það er að segja orka losnar úr læðingi við efnahvarfið.

Þegar eldspýta brennur á sér stað útvermið efnahvarf.

Efnahvörf fela í sér breytingar á efnasamböndum þar sem einhver efnatengi rofna/brotna og önnur myndast. Það kostar orku að rjúfa efnatengi en það losnar orka við að mynda efnatengi; öll efnasambönd hafa því innri orku. Það er ekki hægt að mæla innri orku efnasambanda beint en það er hægt að mæla breytingu á heildarorku efnahvarfa, það er að segja muninum á orkuinnihaldi hvarfefnanna og myndefnanna; hversu mikil sú orkubreyting er ræðst af hverju og einu efnahvarfi. Þessi breyting á heildarorku er kölluð hvarfvarmi (e. enthalphy) og segir til um hvort efnahvarf sé útvermið eða innvermið. Hvarfvarmi er táknaður með $\Delta H$ og er einingin fyrir hvarfvarma kJ/mól.

Til að sjá þetta betur fyrir okkur skulum við taka dæmi um efnahvarf þar sem efni A og B hvarfast og mynda efni C og D. Efnin A og B kallast hvarfefni og efnin C og D kallast myndefni.

$$ \begin{matrix} A + B &\to &C + D \\ \text{Hvarfefni} && \text{Myndefni} \\ \end{matrix} $$

Hvarfefnin A og B eru með hvarfvarmann $\Delta H_{Hvarfefni}$ og myndefnin C og D eru með hvarfvarmann $\Delta H_{Myndefni}$. Hvarfvarmi fyrir efnahvarfið er þá eftirfarandi:

$$\Delta H_{Hvarf}=\Delta H_{Myndefni}-\Delta H_{Hvarfefni}$$

Ef hvarfefnin eru orkuríkari en myndefnin, það er að segja ef $\Delta H_{Hvarfefni}$ er meiri en $\Delta H_{Myndefni}$ losnar orka út í umhverfið og efnahvarfið er því útvermið; þetta skynjum við sem hita.

$$\text{Útvermið efnahvarf:}\quad A + B \to C + D + orka \qquad \Delta H_{Hvarf} < 0$$

Ef $\Delta H_{Myndefni}$ er meiri en $\Delta H_{Hvarfefni}$ þarf orka að koma úr umhverfinu inn í efnahvarfið til að efnahvarfið eigi sér stað. Það má líka orða þetta þannig að innvermið efnahvarf tekur til sín orku úr umhverfinu sem verður til þess að umhverfið kólnar.

$$\text{Innvermið efnahvarf:}\quad orka + A + B \to C + D \qquad \Delta H_{Hvarf} > 0$$

Klaki sem bráðnar er dæmi um innvermna efnabreytingu.

Ofangreindar útskýringar eiga einnig við um aðrar efnabreytingar eins og hamskipti (þegar efni breytast úr því að vera fast efni, vökvi eða gufa) og leysingar (þegar efni leysist upp í einhverjum leysi).

$$\text{Innvermin efnabreyting:}\quad orka+H_2 O_{(s)} \to H_2 O_{(l)} \qquad \Delta H_{Hvarf} > 0$$

$$\text{Útvermin efnabreyting:}\quad H_2 O_{(g)} \to H_2 O_{(l)} + orka \qquad \Delta H_{Hvarf} < 0$$

Heimildir og myndir:

...