Reacción endotérmica

En termoquímica, un proceso endotérmico es cualquier proceso con un aumento en la entalpía H (o energía interna U) del sistema. En tal proceso, un sistema cerrado generalmente absorbe energía térmica de su entorno, que es transferencia de calor al sistema. Puede ser un proceso químico, como disolver nitrato de amonio en agua, o un proceso físico, como derretir cubitos de hielo.

El término fue acuñado por Marcellin Berthelot a partir de las raíces griegas endo-, derivadas de la palabra "endon" (ἔνδον) que significa "dentro", y la raíz "therm" (θερμ-), que significa "caliente" o "tibio" en el sentido de que un proceso depende de la absorción de calor para proceder. Lo opuesto a un proceso endotérmico es un proceso exotérmico, uno que libera o "cede" energía, generalmente en forma de calor y, a veces, como energía eléctrica. Por lo tanto, en cada término (endotérmico y exotérmico), el prefijo se refiere a dónde va el calor (o la energía eléctrica) cuando ocurre el proceso.

En Quimica

Debido a la ruptura y formación de enlaces durante varios procesos (cambios de estado, reacciones químicas), generalmente hay un cambio en la energía. Si la energía de los enlaces que se forman es mayor que la energía de los enlaces que se rompen, entonces se libera energía. Esto se conoce como una reacción exotérmica. Sin embargo, si se necesita más energía para romper los enlaces que la energía que se libera, se absorbe energía. Por lo tanto, es una reacción endotérmica.

Detalles

Que un proceso pueda ocurrir espontáneamente depende no solo del cambio de entalpía sino también del cambio de entropía (∆ S) y la temperatura absoluta T. Si un proceso es un proceso espontáneo a cierta temperatura, los productos tienen una energía libre de Gibbs G = H - TS menor que los reactivos (un proceso exergónico), incluso si la entalpía de los productos es mayor. Por lo tanto, un proceso endotérmico generalmente requiere un aumento de entropía favorable (∆ S > 0) en el sistema que supere el aumento desfavorable de entalpía, de modo que todavía ∆ G< 0. Si bien las transiciones de fase endotérmicas hacia estados más desordenados de mayor entropía, por ejemplo, fusión y vaporización, son comunes, los procesos químicos espontáneos a temperaturas moderadas rara vez son endotérmicos. El aumento de entalpía ∆ H >> 0 en un hipotético proceso fuertemente endotérmico generalmente da como resultado ∆ G = ∆ H - T ∆ S > 0, lo que significa que el proceso no ocurrirá (a menos que sea impulsado por energía eléctrica o fotónica). Un ejemplo de un proceso endotérmico y exergónico es

C ₆ H ₁₂ O ₆ + 6 H ₂ O → 12 H ₂ + 6 CO ₂, ∆ _r H° = +627 kJ/mol, ∆ _r G° = -31 kJ/mol

Ejemplos

• Evaporación
• Sublimación
• Craqueo de alcanos
• Descomposición térmica
• Hidrólisis
• Nucleosíntesis de elementos más pesados ​​que el níquel en núcleos estelares
• Los neutrones de alta energía pueden producir tritio a partir de litio-7 en un proceso endotérmico, con un consumo de 2,466 MeV. Esto se descubrió cuando la prueba nuclear Castle Bravo de 1954 produjo un rendimiento inesperadamente alto.
• Fusión nuclear de elementos más pesados ​​que el hierro en supernovas
• Disolver juntos hidróxido de bario y cloruro de amonio
• Disolver ácido cítrico y bicarbonato de sodio

Distinción entre endotérmico y endotérmico

Los términos "endotérmico" y "endotérmico" se derivan del griego ἔνδον endon "dentro" y θέρμη thermē "calor", pero según el contexto, pueden tener significados muy diferentes.

En física, la termodinámica se aplica a los procesos que involucran un sistema y su entorno, y el término "endotérmico" se usa para describir una reacción en la que el sistema toma energía "(dentro)" (frente a una reacción "exotérmica", que libera energía "hacia afuera").

En biología, la termorregulación es la capacidad de un organismo para mantener su temperatura corporal, y el término "endotermo" se refiere a un organismo que puede hacerlo desde "adentro" utilizando el calor liberado por sus funciones corporales internas (frente a un "ectotermo"). ", que depende de fuentes de calor ambientales externas) para mantener una temperatura adecuada.