- procés
- tipus
- Reaccions de combustió
- Reaccions de neutralització
- Reaccions d'oxidació
- reacció termita
- Reacció de polimerització
- Reacció de fissió nuclear
- altres reaccions
- Exemples de reaccions exotèrmiques
- Una espelma encesa
- Encendre un llumí
- respiració
- cremar llenya
- Combustió de l'propà
- Reacció de neutralització carbonat de sodi - àcid clorhídric
- Oxidació de l'etanol a àcid acètic
- reacció termita
- Encenall d'acer + vinagre
- "Lladruc de gos"
- Ampolla de vidre + alcohol
- Detergent de roba + aigua
- Dentifrici d'elefant
- Àcid sulfúric + sucre
- Sodi + aigua
- Acetat de sodi
- Soda + vinagre
- El geni de l'ampolla
- Ossets de goma explosius
- Llampec en un tub
- congelar aigua
- Corrosió dels metalls
- Procés de combustió de gasos
- altres
- referències
La reacció exotèrmica és un tipus de reacció química en la qual ocorre una transferència d'energia, principalment en forma d'alliberament de calor o llum. Per exemple, qualsevol reacció de combustió, en la qual es crema alguna cosa, es dóna una reacció exotèrmica.
En el curs de la vida quotidiana és comú veure com tenen lloc de forma natural o provocada diferents reaccions exotèrmiques que generen canvis en la temperatura de diferents llocs. Aquests canvis de temperatura es poden mesurar amb l'ajuda d'un termòmetre.
Reacció exotèrmica amb alliberament de calor
En aquest sentit, les reaccions exotèrmiques poden traspassar altres tipus d'energia cap al medi on es generin, tal com passa amb les explosions i la seva forma de transferir energia cinètica i sònica quan les substàncies que es troben en fase gasosa a temperatures elevades són expandides de manera violenta.
De la mateixa manera, en el cas de la utilització de bateries també es porta a terme una reacció de tipus exotèrmic, només que en aquest cas es transporta energia elèctrica.
De manera oposada a aquestes reaccions, es troben les endotèrmiques, que absorbeixen energia.
procés
La combustió d'un llumí és una reacció exotèrmica
Prèviament es va esmentar que quan ocorre una reacció exotèrmica procedeix un despreniment d'energia, la qual cosa es pot visualitzar més fàcilment en la següent equació:
Reactius (s) → Producte (s) + Energia
De manera que, per quantificar l'energia que absorbeix o desprèn un sistema, s'utilitza un paràmetre termodinàmic anomenat entalpia (denotat com "H"). Si en un sistema (en aquest cas, una reacció química) existeix alliberament d'energia cap als voltants, llavors la variació de l'entalpia (expressada com ΔH) tindrà un valor negatiu.
En cas contrari, si la variació d'aquesta mesura és positiva, reflecteix l'absorció de calor dels voltants. Així mateix, la magnitud de la variació de l'entalpia de el sistema és una expressió de la quantitat d'energia que es transfereix cap o des de l'entorn.
Com més gran sigui la magnitud de ΔH, més gran serà l'alliberament d'energia des del sistema cap al medi que l'envolta.
Això es dóna perquè en aquestes reaccions l'energia neta que es desprèn quan es creen nous enllaços és més gran que l'energia neta emprada en la fragmentació dels enllaços.
De l'anterior es pot inferir que aquesta classe de reaccions és molt comú, a causa que els productes de la reacció posseeixen una quantitat d'energia emmagatzemada en els enllaços que és més gran a la qual està continguda en els reactants inicialment.
tipus
Existeixen diferents classes de reaccions exotèrmiques en els diversos camps de la química, ja sigui al laboratori o en la indústria; algunes es duen a terme de manera espontània i altres necessiten condicions específiques o algun tipus de substància com un catalitzador per produir-se.
A continuació s'indiquen els tipus de reaccions exotèrmiques més importants:
Reaccions de combustió
Les reaccions de combustió són aquelles de tipus redox que tenen lloc quan una o més substàncies reaccionen amb oxigen, generalment per donar com a resultat el despreniment d'energia lumínica i tèrmica -és a dir, llum i calor- a l'produir-se una flama.
Reaccions de neutralització
Les reaccions de neutralització es caracteritzen per la interacció entre una espècie àcida i una substància de caràcter alcalí (base) per formar una sal i aigua, les quals manifesten una naturalesa exotèrmica.
Reaccions d'oxidació
Hi ha moltes reaccions d'aquest tipus que mostren un comportament exotèrmic, pel fet que l'oxidació de l'oxigen origina el despreniment d'una gran quantitat d'energia, com succeeix en l'oxidació d'hidrocarburs.
reacció termita
Aquesta reacció pot produir una temperatura d'aproximadament 3000 ° C, ia causa de l'alta afinitat de la pols d'alumini amb un gran nombre d'òxids de metalls, és emprada en la soldadura d'l'acer i de ferro.
Reacció de polimerització
Aquest tipus de reacció és la que s'origina quan reacciona un nombre determinat d'espècies químiques anomenades monòmers, els quals són unitats que quan són combinades es repeteixen en cadenes per formar estructures macromoleculars anomenades polímers.
Reacció de fissió nuclear
Aquest procés es fa a la divisió de el nucli d'un àtom considerat com pesat és a dir, amb un nombre màssic (A) major a 200- per produir fragments o nuclis de menor grandària amb una massa intermèdia.
En aquesta reacció, on es formen un o més neutrons, es desprèn una gran quantitat d'energia perquè el nucli amb un pes major posseeix una estabilitat menor que els seus productes.
altres reaccions
També hi ha altres reaccions exotèrmiques de gran rellevància, com la deshidratació d'alguns carbohidrats a l'reaccionar amb àcid sulfúric, l'absorció d'aigua que presenta l'hidròxid de sodi exposat a l'aire lliure o l'oxidació d'espècies metàl·liques en moltes reaccions de corrosió.
Exemples de reaccions exotèrmiques
A continuació es donen alguns exemples de reaccions exotèrmiques, les quals produeixen una variació d'entalpia que posseeix valor negatiu pel fet que alliberen energia:
Una espelma encesa
El procés de combustió de la parafina i la metxa de la vela produeixen una reacció exotèrmica que genera calor i llum.
Encendre un llumí
Quan s'encén un llumí, es genera una reacció entre les substàncies químiques que el componen i l'oxigen present en l'aire. D'aquesta manera, es genera una reacció exotèrmica que produeix tant llum com a calor.
respiració
El procés de respiració produeix una reacció exotèrmica a l'interior de les cèl·lules durant l'intercanvi gasós. D'aquesta manera, la glucosa juntament amb l'oxigen és transformat en diòxid de carboni i calor.
cremar llenya
Cremar la fusta produeix una reacció exotèrmica en el fet que el producte resultant d'aquesta reacció es manifesta com a calor i temperatura.
Combustió de l'propà
Per exemple, la combustió de l'propà és una reacció exotèrmica espontània:
C 3 H 8 (g) + 5O 2 (g) → 3CO 2 (g) + 4H 2 O (l)
Reacció de neutralització carbonat de sodi - àcid clorhídric
Un altre cas de comportament exotèrmic ho mostra la reacció de neutralització entre el carbonat de sodi i l'àcid clorhídric:
NaHCO 3 (ac) + HCl (aq) → NaCl (aq) + H 2 O (l) + CO 2 (g)
Oxidació de l'etanol a àcid acètic
També es presenta l'oxidació de l'etanol a àcid acètic utilitzada en els alcoholímetres, la reacció completa es mostra en la següent equació:
3CH 3 CH 2 OH + 2K 2 Cr 2 O 7 + 8H 2 SO 4 → CH 3 COOH + 2Cr (SO 4) 3 + 2K 2 SOTA 4 + 11H 2 O
reacció termita
Una altra classe de reacció exotèrmica és l'anomenada reacció termita, en la qual es combina l'alumini amb un òxid metàl·lic, tal com s'exemplifica a continuació:
2Al (s) + Fe 2 O 3 (s) → A l' 2 O 3 (s) + Fe (l)
Encenall d'acer + vinagre
Aquesta barreja funciona com una forma de combustió lenta en on l'acer pateix un procés d'oxidació gràcies a l'acció de l'vinagre.
"Lladruc de gos"
A aquesta reacció se li dóna aquest nom ja que d'ella es desprèn un so similar al d'el lladruc d'el gos.
Aquesta reacció es porta a terme a l'interior d'un tub de laboratori on òxid nitrós i òxid nítric i bisulfat de carboni són barrejats.
Ampolla de vidre + alcohol
Similar a la reacció que genera l'experiment anteriorment nomenat, hi ha el de fregar una ampolla de vidre amb alcohol de forma tal que es produeixi una flama.
Detergent de roba + aigua
Quan es dissol sabó detergent per a roba, es pot apreciar la presència d'una reacció exotèrmica. Aquest és un dels exemples de reaccions exotèrmiques més fàcilment observables a la llar.
Dentifrici d'elefant
Aquest és un experiment comunament utilitzat per explicar la dinàmica de les reaccions exotèrmiques. Consisteix en la dissolució de peròxid d'hidrogen en algun mitjà sabonós, perquè d'aquesta manera es produeixi una gran quantitat d'escuma.
A aquesta barreja se li afegeix un catalitzador (iodur de potassi) que ajuda a la ràpida descomposició de l'peròxid.
Àcid sulfúric + sucre
El procés de deshidratació de l'sucre produeix una evident reacció exotèrmica. A l'barrejar àcid sulfúric amb sucre, aquesta és deshidratat i una columna de fum negre apareix, fent que l'ambient faci olor de mámelos cremats.
Sodi + aigua
El sodi o qualsevol mitjà alcalí reacciona fortament amb l'aigua. A l'afegir qualsevol metall alcalí a l'aigua (liti, sodi, potassi, rubidi o cesi) aquest ha de reaccionar.
En la mesura en què el nombre de l'element sigui major en la taula periòdica, la reacció serà més fort.
Acetat de sodi
L'acetat de sodi és conegut com gel calent. Aquest material part de la cristal·lització de solucions congelades que, en comptes d'alliberar fred, alliberar calor.
Per la seva aparença, se l'anomena "gel", però en realitat l'acetat de sodi cristal·litzat és una dels materials més comunament utilitzats per fabricar escalfadors de mans.
Soda + vinagre
Aquesta barreja produeix una reacció exotèrmica que genera grans quantitats d'escuma, per tant és comunament utilitzada per assemblar l'explosió d'un volcà.
El geni de l'ampolla
En aquest experiment, es barregen peròxid d'hidrogen (aigua oxigenada) amb permanganat de potassi. D'aquesta manera, el permanganat descompon l'aigua oxigenada, fent que s'alliberi una gran quantitat de fum i calor.
Ossets de goma explosius
Els ossets de goma són rics en sacarosa (sucre), substància que a l'barrejar-se amb clorat de potassi a altes temperatura produeix una explosió violenta i el moviment dels ossets de goma.
Llampec en un tub
Aquesta reacció es produeix quan es barreja un àcid corrosiu amb alcohol o acetona.
D'aquesta manera, es pot veure una vigorosa reacció química que resulta en la generació de llum dins d'un tub de forma similar a la d'un llampec.
congelar aigua
Durant aquest procés l'aigua allibera energia en forma de calor, per tant quan es congelen glaçons d'aigua, té lloc una reacció exotèrmica.
Corrosió dels metalls
Els metalls purs, és a dir, en el seu estat natural a l'entrar en contacte amb l'aire produeixen una reacció d'oxidació juntament amb la generació de calor, per tant, es diu que aquest procés és exotèrmic.
Procés de combustió de gasos
El procés de combustió de qualsevol gas, com el metà o el natural, produeix una reacció exotèrmica que es manifesta en la generació de calor i en algunes ocasions, quan la combustió es dóna de forma controlada, també pot produir llum.
altres
A més dels exemples anteriorment explicats, hi ha una gran varietat de reaccions que també són considerades exotèrmiques, com la descomposició de determinades substàncies orgàniques de deixalles per compostatge.
També destaca l'oxidació de l'pigment luciferina per acció de l'enzim luciferasa per produir la bioluminescència característica de les cuques de llum, i fins i tot la respiració, entre moltes reaccions.
referències
- Wikipedia. (Sf). Exothermic reaction. Obtingut de es.wikipedia.org
- BBC. (Sf). Energy changes and reversible reactions. Recuperat de bbc.co.uk
- Chang, R. (2007). Chemistry, Ninth edition. (McGraw-Hill).
- Walker, D. (2007). Chemical Reactions. Recuperat de books.google.co.ve
- Saunders, N. (2007). Exploring Chemical Reactions. Obtingut de books.google.co.ve