Tindak balas kimia berlaku disebabkan oleh penyusunan semula molekul dua atau lebih bahan (bahan tindak balas) untuk membentuk bahan baru yang dipanggil produk. Penyusunan semula molekul ini membawa kepada pemecahan atau pembentukan ikatan yang menyebabkan perubahan dalam haba yang diserap atau dibebaskan. Berdasarkan tenaga yang dikeluarkan, tindak balas kimia boleh dikelaskan sebagai eksotermik, endotermik, eksergonik atau endogen.
Eksotermik vs Eksergonik
Perbezaan antara tindak balas eksotermik dan tindak balas eksergonik ialah tindak balas eksotermik berkaitan dengan perubahan entalpi dalam sebarang proses kimia yang diukur dari segi haba dalam sistem tertutup, manakala tindak balas eksergonik berurusan dengan perubahan tenaga bebas sebarang tindak balas kimia yang dipanggil tenaga bebas Gibbs. Kedua-duanya mengeluarkan reaksi; namun, jenis tenaga berbeza.
Dalam termodinamik, tindak balas eksotermik ialah tindak balas pembebasan tenaga. Semasa proses tindak balas eksotermik, tenaga dibebaskan dalam bentuk haba. Haba dibebaskan sebagai entalpi (tenaga dalaman dalam tekanan dan isipadu tertentu atau ringkasnya jumlah haba sistem) bahan tindak balas adalah lebih daripada produk ini tenaga dibebaskan dalam bentuk haba untuk kestabilan kimia.
Dalam termodinamik, tindak balas eksergonik juga merupakan tindak balas pembebasan tenaga. Semasa proses tindak balas eksergonik, tenaga dibebaskan dalam bentuk tenaga bebas Gibbs. Oleh itu tenaga yang dikeluarkan juga diukur dari segi perubahan entropi (tenaga tidak tersedia untuk melakukan kerja). Oleh itu tenaga yang dibebaskan membantu menyelesaikan beberapa kerja dan memberikan kestabilan kepada tindak balas.
Jadual Perbandingan Antara Eksotermik dan Eksergonik
| Parameter Perbandingan | Eksotermik | Eksergonik |
| Maknanya | Ia adalah tindak balas yang membebaskan haba. | Ia adalah tindak balas yang membebaskan tenaga. |
| Bentuk Tenaga | Bentuk tenaga yang dibebaskan dipanaskan. | Bentuk tenaga yang dibebaskan diukur dari segi tenaga bebas Gibbs atau perubahan dalam entropi. |
| Kesan pada Persekitaran | Tenaga sekeliling meningkat dengan pemanasan. | Ia tiada kaitan dengan pemanasan persekitaran. Sehingga tenaga tersedia untuk melakukan kerja, tindak balas boleh dilaksanakan. |
| Tenaga Bahan tindak balas | Ia lebih tinggi daripada produk. | Ia juga lebih tinggi daripada produk. |
| Tenaga Produk | Ia lebih rendah daripada bahan tindak balas. | Ia juga lebih rendah daripada bahan tindak balas. |
| Perubahan Keseluruhan dalam Tenaga | Secara keseluruhannya terdapat pembebasan tenaga dalam tindak balas. Semua tindak balas eksotermik secara semula jadi eksergonik apabila tenaga dibebaskan. | Tenaga dibebaskan, tetapi tindak balas berterusan hanya sehingga kerja dilakukan dengan tenaga bebas. |
| Tenaga Percuma Gibbs | ∆G adalah negatif (tenaga dibebaskan). | ∆G adalah negatif juga. Biasanya, tindak balas eksotermik mempunyai ∆G yang lebih besar. |
| Kerja Selesai | Kerja belum selesai. | Kerja dilakukan dalam bentuk perubahan entropi. |
| Contoh | Pembakaran bahan api fosil, menyalakan lilin dsb. | Respirasi dalam tumbuhan dan haiwan. (Kebanyakannya tindak balas bioenergetik) |
Apakah Eksotermik?
Tindak balas eksotermik ialah tindak balas pembebasan tenaga di mana dua atau lebih bahan tindak balas menyusun semula molekulnya, membentuk dan memecahkan ikatan kimia yang membebaskan tenaga (terdapat perubahan dalam entalpi ∆H juga negatif) kepada sekelilingnya dalam bentuk haba atau cahaya.. Ini diukur dari segi Joule (unit haba). Ini menunjukkan bahawa bahan tindak balas mempunyai tenaga yang lebih tinggi daripada produk dan memastikan tindak balas secara termodinamik stabil. Tenaga perlu dibebaskan ke persekitaran dalam bentuk haba.
Tenaga yang dibebaskan itu merendahkan tenaga bebas Gibbs sistem (∆G adalah negatif), tetapi tenaga dibebaskan akibat tindak balas dan terlesap di sekeliling. Satu-satunya perbezaan ialah persekitaran menjadi panas. Pengelasan tindak balas berdasarkan tindak balas eksotermik dan endotermik hanya mengukur haba yang dibebaskan atau diperlukan untuk tindak balas. Dalam tindak balas eksotermik, tiada tenaga diperlukan pada permulaan tindak balas. Bahan tindak balas mempunyai tenaga untuk bertindak balas sendiri.
Contoh terbaik tindak balas eksotermik ialah pembakaran mana-mana bahan. Apabila mana-mana bahan, katakanlah kayu, dibakar. Kayu bertindak balas dengan oksigen di udara sekeliling untuk membentuk karbon dioksida dan wap air yang kita lihat sebagai asap. Api adalah dalam bentuk tenaga yang dikeluarkan oleh bahan tindak balas (kayu dan oksigen) daripada produk. Api memberi kita haba dan cahaya. Tenaga kimia ini berjaya diubah menjadi tenaga mekanikal.
Apakah Exergonic?
Eksergonik ialah tindak balas pelepas tenaga di mana dua atau lebih bahan tindak balas menyusun semula molekulnya, membentuk dan memecahkan ikatan kimia yang membebaskan tenaga ke sekelilingnya dalam bentuk tenaga yang digunakan untuk menyelesaikan kerja. Ia juga diukur dalam joule kerana kerja yang dilakukan juga sama dengan jumlah tenaga yang digunakan untuk melakukan kerja itu.
Tenaga yang dibebaskan dengan itu merendahkan tenaga bebas Gibbs sistem (∆G adalah negatif), tetapi tenaga yang dibebaskan digunakan untuk melakukan beberapa kerja secara spontan (bermaksud terdapat perubahan dalam entropi juga). ∆H kekal negatif. Tiada tenaga luaran diperlukan untuk memulakan tindak balas.
Contoh terbaik tindak balas eksergonik terdapat dalam tindak balas bioenergetik seperti respirasi selular, katabolisme, metabolisme bahan makanan dan sebagainya. Secara purata, semasa proses respirasi selular, glukosa dipecahkan kepada air dan karbon dioksida dengan bantuan oksigen. Ini membebaskan tenaga yang digunakan untuk membentuk molekul ATP yang memacu fungsi badan. Oleh itu, ia adalah proses pembebasan tenaga secara spontan.
Perbezaan Utama Antara Eksotermik dan Eksergonik
Kesimpulan
Walaupun kedua-dua tindak balas eksotermik dan eksergonik adalah serupa dengan perubahan tenaga bebas Gibbs dan perubahan entalpi (∆G dan ∆H kedua-duanya negatif) dan kedua-duanya mempunyai tenaga yang mencukupi untuk melintasi halangan tenaga pengaktifannya, tetapi terdapat perbezaan kecil dalam tenaga yang dikeluarkan..
Walaupun yang pertama membebaskan tenaga berlebihan, yang kedua memanfaatkan sepenuhnya tenaga yang dikeluarkan dan berterusan hanya sehingga kerja selesai, manakala tindak balas eksotermik berterusan sehingga bahan tindak balas ditukar sepenuhnya kepada produk. Pemerhatian yang teliti terhadap tindak balas dan produk akhir mereka perlu dilakukan untuk memahami perbezaan antara kedua-dua jenis tindak balas.
