Reacción exotérmica y endotérmica 2
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<strong>Reacción</strong> <strong>exotérmica</strong> y <strong>endotérmica</strong><br />
La termoquímica es una parte de la química que estudia la relación del calor con las<br />
reacciones químicas.<br />
A las reacciones químicas que liberan calor se les llaman <strong>exotérmica</strong>s. A<br />
temperatura ambiente, el calor liberado por una reacción química es suficiente para<br />
producir un aumento de temperatura que percibes al tocar el tubo de ensayo o<br />
matraz y sentirlo “caliente”. Las moléculas excitadas del vidrio vibran tan<br />
intensamente que al tocarlas pueden lastimar o “quemar” tu piel dependiendo de la<br />
cantidad de calor generado.<br />
Una reacción <strong>exotérmica</strong> es aquella que al efectuarse libera (genera o produce)<br />
calor. A continuación mira el ejemplo del siguiente video:<br />
na reacción <strong>endotérmica</strong> es aquella que para efectuarse necesita calor. A<br />
temperatura ambiente, algunas reacciones <strong>endotérmica</strong>s toman el calor suficiente<br />
del medio en que se encuentran, para producir una disminución de temperatura<br />
observable. La reacción se siente “fría al tacto”. Para que observes un ejemplo,<br />
observa el siguiente video:<br />
Las reacciones <strong>exotérmica</strong>s y <strong>endotérmica</strong>s, de manera general, se<br />
llaman reacciones térmicas para resaltar el papel del calor en el cambio.<br />
ado que en las reacciones <strong>endotérmica</strong>s se requiere la absorción de energía,<br />
muchos de los compuestos formados en estas reacciones son inestables y cualquier<br />
pérdida de energía los hace desaparecer.
Mecanismo de las reacciones <strong>endotérmica</strong>s<br />
En los laboratorios de química es común tratar con reacciones <strong>endotérmica</strong>s, tales<br />
como la hidrólisis del agua o la producción de cloro molecular a partir de ácido<br />
clorhídrico.<br />
En nuestra cotidianidad también es posible encontrar ejemplos de este tipo de<br />
reacciones.<br />
Ejemplos<br />
Fusión del hielo<br />
El agua en forma de hielo absorbe calor para pasar de un estado sólido a uno<br />
líquido.<br />
Fotosíntesis<br />
La producción de oxígeno por parte de las plantas requiere de la absorción de<br />
energía solar.<br />
Líquidos hirviendo<br />
Al poner un líquido al calor, este gana energía y pasa a un estado gaseoso.
Evaporación del agua<br />
Para que el agua pueda pasar de estado líquido a gaseoso debe absorber energía,<br />
no solo al hervir sino también cuando se evapora.<br />
Horneado de un pan<br />
El calor aplicado a las masas del pan le conceden la estructura y consistencia en<br />
que es consumido.<br />
Cocinar un huevo<br />
Al aplicar calor, las proteínas del huevo se desnaturalizan formando la estructura<br />
sólida que usualmente se ingiere.<br />
Cocción de alimentos<br />
En general, siempre al cocinar con calor para cambiar las propiedades de los<br />
alimentos, están ocurriendo reacciones <strong>endotérmica</strong>s.<br />
Estás reacciones son las que causan que los alimentos se vuelvan más suaves,<br />
generen masas maleables, liberen los componentes que contienen, entre otras<br />
cosas.<br />
Calentamiento de alimentos en el microondas<br />
Por la radiación de microondas, las moléculas de agua en los alimentos absorben<br />
energía, comienzan a vibrar y aumentan la temperatura de la comida.<br />
Moldeamiento del vidrio<br />
La absorción de calor por parte del vidrio flexibiliza sus uniones haciendo que su<br />
forma sea más fácil de cambiar.
Bronceado<br />
Las reacciones que causan el bronceado de la piel ocurren cuando la energía del<br />
sol, o de otra fuente lumínica de propiedades similares, es absorbida.<br />
Consumo de una vela<br />
La cera de las velas se derrite al absorber el calor de la llama, cambiando su forma.<br />
Limpieza con agua caliente<br />
Al utilizar agua caliente para limpiar objetos que han sido manchados con grasa,<br />
como ollas o la ropa, la grasa se vuelva más liquida y es más fácil de remover.<br />
Esterilización por calor de alimentos y otros objetos<br />
Al calentar objetos o alimentos, los microorganismos que estos contienen también<br />
aumentan su temperatura.<br />
Cuando mucho calor es suministrado, reacciones dentro de las células microbianas<br />
ocurren. Muchas de estas reacciones, como el rompimiento de enlaces o la<br />
desnaturalización de proteínas, terminan matando los microorganismos.<br />
Combate de infecciones con fiebre<br />
Cuando una fiebre se manifiesta, es porque el cuerpo produce el calor necesario<br />
para matar las bacterias y virus que causan infecciones y generan enfermedades.<br />
Si el calor generado es mucho y la fiebre alta, las células del cuerpo también son<br />
afectadas y se corre riesgo de muerte.<br />
Referencias
1. Alda W. Yuen D. A. Lüthi H. Rustad J. R. Exothermic and endothermic<br />
chemical reactions involving very many particles modeled with molecular<br />
dynamics. Physica D. 2000; 146: 261–274.<br />
2. Charles G. (1977). An Introduction to Chemical Engineering Kinetics &<br />
Reactor Design. John Wiley & Sons.<br />
3. Davis H. M. Laws of matter up-to-date. The Science News-Letter,<br />
1948; 53(25): 394–395.<br />
4. Gadsby J. Sykes K. The Control of the Temperature of Endothermic<br />
Reactions in Flow Systems. Proceedings of the Royal Society of London .<br />
Series A, Mathematical and Physical Sciences 1948; 193(1034): 400–406.<br />
5. Levenspiel O. (1999). Chemical Reaction Engineering. John Wiley & Sons.<br />
6. Pine R. Endothermy in Bomb Calorimetry. Limnology and Oceanography.<br />
1966; 11(1): 126–129.<br />
7. Poianyi J. C. Some Concepts in Reaction Dynamics. Science.<br />
1987; 236(4802): 680–690.<br />
<strong>Reacción</strong> <strong>endotérmica</strong>. Son aquellas que absorben energía en forma de calor. Una<br />
vez que la energía total se conserva del primer para el segundo miembro de<br />
cualquier reacción química, si una reacción es <strong>endotérmica</strong>, la entalpía de los<br />
productos Hp es mayor que la entalpía de los reactivos Hr , pues una determinada<br />
cantidad de energía fue absorbida por los reactivos en forma de calor, durante la<br />
reacción, quedando contenida en los productos. Siendo que en la reacción<br />
<strong>endotérmica</strong>: Hp > Hr.<br />
Y siendo DH = Hp — Hr , entonces en la reacción <strong>endotérmica</strong> el valor de ΔH será<br />
siempre positivo. Siendo que en la reacción <strong>endotérmica</strong>: ΔH > 0.<br />
La reacción produce nitrato de bario, amoníaco y agua… y absorbe gran cantidad<br />
de calor, tanto que congela la capa de agua que queda sobre la madera y la “pega”<br />
al matraz. Ba(OH)2.8H2O + 2 NH4NO3 → Ba (NO3)2 + 2 NH3 + 10 H2O ∆H= 80,3<br />
KJ. En esta reacción hay un gran aumento de entropía: pasamos de 3 moles a 13<br />
moles y de sustancias en fase sólida a sustancias en disolución. Este aumento de<br />
entropía hace que el proceso sea espontáneo, aunque la variación de entalpía del
proceso no sea favorable. La espontaneidad de una reacción química viene dada<br />
por la variación de la energía libre de Gibbs. Las reacciones <strong>endotérmica</strong>s, sobre<br />
todo las del amoníaco impulsaron una próspera industria de generación de hielo a<br />
principios del siglo XIX.<br />
Contenido<br />
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<br />
1 Ejemplo de <strong>Reacción</strong> Endotérmica<br />
2 Productos obtenidos<br />
3 Combustión<br />
4 Velocidad de la reacción<br />
5 Fuente<br />
Ejemplo de <strong>Reacción</strong> Endotérmica<br />
Un ejemplo de reacción <strong>endotérmica</strong> es la producción del ozono (O3). Esta reacción<br />
ocurre en las capas altas de la atmósfera, donde las radiaciones<br />
ultravioleta proveen la energía del Sol. También ocurre cerca de descargas<br />
eléctricas (cuando se producen tormentas eléctricas):<br />
3 O2 + ENERGÍA® 2 O3 ; DH > 0<br />
La energía se conserva durante las reacciones químicas. En una reacción pueden<br />
considerarse dos fases diferenciadas: en primer lugar, los enlaces químicos de los<br />
reactivos se rompen, y luego se reordenan constituyendo nuevos enlaces. En esta<br />
operación se requiere cierta cantidad de energía, que será liberada si el enlace roto<br />
vuelve a formarse. Los enlaces químicoscon alta energía se conocen como enlaces<br />
`fuertes', pues precisan un esfuerzo mayor para romperse.<br />
Si en el producto se forman enlaces más fuertes que los que se rompen en el<br />
reactivo, se libera energía en forma de calor, constituyendo una reacción<br />
<strong>exotérmica</strong>. En caso contrario, la energía es absorbida y la reacción se denomina<br />
<strong>endotérmica</strong>. Debido a que los enlaces fuertes se crean con más facilidad que los<br />
débiles, son más frecuentes las reacciones <strong>exotérmica</strong>s espontáneas; un ejemplo
de ello es la combustión de los compuestos del carbono en el aire para producir<br />
CO2 y H2O, que tienen enlaces fuertes. Pero también se producen reacciones<br />
<strong>endotérmica</strong>s espontáneas, como la disolución de sal en agua.<br />
Las reacciones <strong>endotérmica</strong>s suelen estar asociadas a la disociación de<br />
las moléculas. Esto último puede medirse por el incremento de la entropía del<br />
sistema. El efecto neto de la tendencia a formar enlaces fuertes y la tendencia de<br />
las moléculas e iones a disociarse se puede medir por el cambio en la energía libre<br />
del sistema. Todo cambio espontáneo a temperatura y presión constantes implica<br />
un incremento de la energía libre, acompañado de un aumento de la fuerza del<br />
enlace.<br />
Una reacción química es el proceso en el que una o más sustancias se transforman<br />
en otras sustancias diferentes —los productos de la reacción. Un ejemplo de<br />
reacción química es la formación de óxido de hierro producida al reaccionar<br />
el oxígeno del aire con el hierro.<br />
Productos obtenidos<br />
Los productos obtenidos a partir de ciertos tipos de reactivos dependen de las<br />
condiciones bajo las que se da la reacción química. No obstante, tras un estudio<br />
cuidadoso se comprueba que, aunque los productos pueden variar según cambien<br />
las condiciones, determinadas cantidades permanecen constantes en cualquier<br />
reacción química. Estas cantidades constantes, que reciben el nombre de<br />
magnitudes conservadas, incluyen el número de cada tipo de átomo presente,<br />
la carga eléctrica y la masa total.<br />
Combustión<br />
En algunos casos, como en la combustión, las reacciones se producen de forma<br />
rápida. Otras reacciones, como la oxidación, tienen lugar con lentitud. La cinética<br />
química, que estudia la velocidad de las reacciones, contempla tres condiciones que<br />
deben darse a nivel molecular para que tenga lugar una reacción química: las<br />
moléculas deben colisionar, han de estar situadas de modo que los grupos que van
a reaccionar se encuentren juntos en un estado de transición entre los reactivos y<br />
los productos, y la colisión debe tener energía suficiente para crear el estado de<br />
transición y transformarlo en productos.<br />
Las reacciones rápidas se dan cuando estas tres condiciones se cumplen con<br />
facilidad. Sin embargo, si uno de los factores presenta cierta dificultad, la reacción<br />
resulta especialmente lenta.<br />
Velocidad de la reacción<br />
La velocidad de la reacción aumenta en presencia de un catalizador, una sustancia<br />
que no resulta alterada o se regenera, por lo que el proceso continúa. La mezcla<br />
de gases hidrógeno y oxígeno a temperatura ambiente no explota, pero si se<br />
añade platino en polvo la mezcla explosiona al cubrirse la superficie del platino con<br />
el oxígeno absorbido. Los átomos de platino alargan los enlaces de las moléculas<br />
de O2, debilitándolos y rebajando la energía de activación. Los átomos de oxígeno<br />
reaccionan rápidamente con moléculas de hidrógeno, colisionando contra ellas y<br />
formando agua y regenerando el catalizador. Las fases por las que pasa una<br />
reacción constituyen el `mecanismo de reacción'.<br />
La velocidad de la reacción puede modificarse no sólo con catalizadores, sino<br />
también mediante cambios en la temperatura y en las concentraciones. Al elevar la
temperatura se incrementa la velocidad a causa del aumento de la energía<br />
cinética de las moléculas de los reactivos, lo que provoca un mayor número de<br />
colisiones por segundo y hace posible la formación de estados de transición. Con el<br />
aumento de la concentración se consigue incrementar la velocidad de la reacción,<br />
al aumentar el número y la velocidad de las colisiones moleculares.<br />
Fuente<br />
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Reaccin-endotrmica<br />
Reacciones-exotermicas-y-endotermicas<br />
Reaccion-endotermica<br />
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