energi spelar en nyckelroll i kemiska processer. Enligt den moderna synen på kemiska reaktioner måste bindningar mellan atomer i reaktanterna brytas och atomerna eller molekylerna återmonteras till produkter genom att bilda nya bindningar. Energi absorberas för att bryta bindningar, och energi utvecklas som bindningar görs. I vissa reaktioner den energi som krävs för att bryta obligationer är större än den energi som utvecklats på att göra nya obligationer, och nettoresultatet är absorptionen av energi., En sådan reaktion sägs vara endotermisk om energin är i form av värme. Motsatsen till endotermisk är exoterm; i en exoterm reaktion utvecklas energi som värme. De mer allmänna termerna exoerg (energi utvecklad) och endoerg (energi som krävs) används när andra former av energi än värme är inblandade.
många vanliga reaktioner är exoterma. Bildandet av föreningar från de ingående elementen är nästan alltid exoterm. Bildning av vatten från molekylärt väte och syre och bildandet av en metalloxid som kalciumoxid (CaO) från kalciummetall och syregas är exempel. Bland allmänt igenkännliga exoterma reaktioner är förbränning av bränslen (såsom reaktionen av metan med syre som nämnts tidigare).,
bildandet av släckt kalk (kalciumhydroxid, ca(OH)2) när vatten tillsätts till kalk (CaO) är exoterm. CaO (s) + H2O(l) → ca(OH)2 (s) denna reaktion uppstår när vatten tillsätts till torr Portlandcement för att göra betong, och värmeutveckling av energi som värme är uppenbart eftersom blandningen blir varm.
alla reaktioner är inte exoterma (eller exoerga). Några föreningar, såsom kväveoxid (NO) och hydrazin (N2H4), kräver energiinmatning när de bildas från elementen., Nedbrytningen av kalksten (CaCO3) för att göra kalk (CaO) är också en endotermisk process; det är nödvändigt att värma kalksten till en hög temperatur för att denna reaktion ska uppstå. CaCO3(s) → CAO(s) + CO2 (g) nedbrytningen av vatten i dess element genom elektrolysprocessen är en annan endoerg process. Elektrisk energi används snarare än värmeenergi för att utföra denna reaktion. 2 H2O(g) → 2 H2(g) + O2(g) generellt gynnar utvecklingen av värme i en reaktion omvandlingen av reaktanter till produkter. Entropi är dock viktigt för att avgöra om en reaktion är positiv., Entropi är ett mått på antalet sätt på vilka energi kan distribueras i vilket system som helst. Entropi står för det faktum att inte all energi som finns tillgänglig i en process kan manipuleras för att göra arbete.
en kemisk reaktion kommer att gynna bildandet av produkter om summan av förändringarna i entropi för reaktionssystemet och dess omgivning är positiv. Ett exempel är vedeldning. Trä har en låg entropi. När trä brinner, producerar det aska samt hög entropi ämnen koldioxid gas och vattenånga. Reaktionssystemets entropi ökar vid förbränning., Lika viktigt är att den värmeenergi som överförs genom förbränningen till omgivningen ökar entropin i omgivningen. Det totala antalet entropiförändringar för ämnena i reaktionen och omgivningen är positivt, och reaktionen är produkt-gynnad.
när väte och syre reagerar för att bilda vatten är entropin av produkterna mindre än reaktanternas. Att kompensera denna minskning av entropi är emellertid ökningen av entropi i omgivningen på grund av den värme som överförs till den genom den exoterma reaktionen., På grund av den totala ökningen av entropi är förbränningen av väte produkt-gynnad.