¿Qué son las reacciones exotérmicas y endotérmicas y cómo se distinguen?

Toda reacción química mueve energía. A veces la energía sale de las sustancias que reaccionan hacia el entorno: el vaso, el aire, tu mano. Otras veces entra. Los nombres lo dicen: exo significa "fuera", endo significa "dentro" y térmico se refiere al calor.

Las reacciones exotérmicas desprenden calor, y a menudo también luz o sonido. La temperatura del entorno sube. Ejemplos: la combustión de la leña o del gas, la respiración celular, la neutralización de un ácido con una base, los metales que reaccionan con ácidos y el polvo de hierro de un calentador de manos desechable, que se oxida poco a poco.

Las reacciones endotérmicas absorben calor. La temperatura del entorno baja, o la reacción solo continúa mientras sigues calentando. Ejemplos: la descomposición térmica (calentar carbonato de calcio para obtener cal viva), la fotosíntesis (que absorbe energía luminosa), el ácido cítrico con hidrogenocarbonato de sodio (el bicarbonato: es lo que hace burbujear los caramelos efervescentes) y la electrólisis, que necesita un aporte continuo de energía eléctrica.

Recuerda que la energía no se crea ni se destruye. En una reacción exotérmica las sustancias pierden energía y el entorno gana exactamente esa cantidad. En una endotérmica ocurre al revés.

¿Por qué pasa esto? Por los enlaces. Para reaccionar, se rompen los enlaces de los reactivos y se forman enlaces nuevos en los productos.

• Romper enlaces absorbe energía (endotérmico).
• Formar enlaces desprende energía (exotérmico).

Si al formar los enlaces nuevos se desprende más energía de la que costó romper los antiguos, la reacción es exotérmica en conjunto. Si se desprende menos, es endotérmica.

Diagramas de energía. Se dibuja la energía de reactivos y productos como dos niveles. En una reacción exotérmica los productos quedan por debajo de los reactivos; en una endotérmica, por encima. La diferencia es la variación de entalpía, ΔH: negativa si es exotérmica y positiva si es endotérmica. En los dos casos hay primero una "colina" que subir, la energía de activación: la energía mínima que necesitan las partículas para reaccionar. Por eso el gas de una cocina necesita una chispa para encenderse, aunque al arder desprenda mucho calor.

¿Qué diferencia hay entre reacciones exotérmicas y endotérmicas?#

Las exotérmicas desprenden calor: el entorno se calienta y ΔH es negativa. Las endotérmicas absorben calor: el entorno se enfría y ΔH es positiva.

¿Cómo se identifica una reacción exotérmica o endotérmica?#

Mide la temperatura antes y después. Si sube, es exotérmica; si baja, es endotérmica. Una reacción que solo ocurre mientras la calientas también es endotérmica.

¿Qué ejemplos cotidianos hay de cada una?#

Exotérmicas: la combustión de leña o butano, la respiración, los calentadores de manos y los fuegos artificiales. Endotérmicas: las bolsas de frío instantáneo, la fotosíntesis, los polvos efervescentes al burbujear y la descomposición térmica.

¿Qué características tienen en común?#

Las dos son reacciones químicas en las que se rompen y se forman enlaces, las dos intercambian energía con el entorno, las dos necesitan energía de activación para empezar y en ambas la energía total se conserva.

¿Cómo es la gráfica de una reacción exotérmica o endotérmica?#

En el diagrama de energía, la exotérmica sube una pequeña colina (la energía de activación) y termina más abajo de donde empezó. La endotérmica sube la colina y termina más arriba.

¿Cómo se calcula la energía de una reacción?#

Suma las energías de los enlaces rotos y resta las de los enlaces formados: ΔH = energía absorbida − energía desprendida. Para H₂ + Cl₂ → 2 HCl, (436 + 243) − (2 · 432) = −185 kJ/mol, así que es exotérmica.