Hacer enlaces químicos tienen masa?

Question

Cuando una reacción exotérmica se produce la energía en los enlaces químicos de los reactivos es parcialmente transferidos a los enlaces químicos de los productos. El resto de la energía es liberada en forma de calor.

Por ejemplo

$$ \text N_2 + 3\text H_2 \to 2\text{NH}_3 $$

$\Delta G_0 = -32.96 \,\text{kJ/mol}$

Por lo tanto, cuando 1 mol de nitrógeno reacciona con 3 moles de hidrógeno (en condiciones estándar), obtenemos 32.96 kJ de calor.

Ahora, la aplicación de $E=mc^2$, esto funciona a ser $m = 32.96 \times ({3 \times 10^{-8}})^2 $,

es decir,$2.96 \times 10^{-14} \,\text{kg}$, o 29,6 picogramos.

¿Esta relación? ¿Los productos de una reacción exotérmica que realmente pesa ligeramente menos que los reactivos?

En un sentido más general, ¿la extracción de energía a partir de un sistema de disminución de su masa (o viceversa)?

Answer 1

Tan lejos como en la teoría, usted está absolutamente en lo correcto, el (negativo) de la energía de enlace entre los átomos en una molécula contribuye a la masa total de la molécula, por lo que una molécula estable, es menos masiva que la suma de las masas de sus átomos que la constituyen. Sin embargo (como usted mismo calculado), la diferencia de masa es extremadamente pequeña, y hasta donde yo sé, nunca ha sido medido. Pero el principio no es diferente de la masa de déficit que se produce en las reacciones nucleares y que, a su vez, es fácilmente medible. Considerar la masa atómica del deuterio (2.01410178 u) vs helio (4.002602 u), que es aproximadamente 0.64% menor que la masa de dos átomos de deuterio. La diferencia es la energía que se libera en una reacción de fusión.

Así que sí, en general, la extracción de energía de un sistema disminuye su masa, y por el contrario, la adición de energía para el sistema aumenta su masa. El ejemplo más extremo sería tal vez los protones y los neutrones: aproximadamente el 99% de sus masas vienen de la (positivo) la energía de enlace entre sus quarks constituyentes, y sólo el 1% se atribuye el quark resto masas.

Answer 2

Sí, disponemos de bonos de masa, como cualquier otro tipo de energía.

Esto puede ser significativo; si había un glueball (una partícula hipotética hecho de masa de los gluones), no tienen masa, y todos los de la masa sería de la energía de enlace! Mismo pasaría si de alguna manera para enlazar los fotones juntos.