Gerald R. Van Hecke, profesor de Química en Harvey Mudd College, proporciona la siguiente respuesta:
todos podemos apreciar que el agua no hierve espontáneamente a temperatura ambiente, sino que debemos calentarla., Debido a que debemos agregar calor, el agua hirviendo es un proceso que los químicos llaman endotérmico. Claramente, si algunos procesos requieren calor, otros deben emitir calor cuando tienen lugar. Estos se conocen como exotérmicos. Para propósitos de esta discusión, los procesos que requieren o emiten calor se limitarán a cambios de estado, conocidos como cambios de fase, y cambios en la constitución química, o reacciones químicas.
Los cambios de estado implican una fusión sólida, una congelación líquida, una ebullición líquida o una condensación de gas. Cuando el vapor, que es agua gaseosa, se condensa, se libera calor., Del mismo modo, cuando el agua líquida se congela, se emite calor. De hecho, el calor debe eliminarse continuamente del agua de congelación o el proceso de congelación se detendrá. Nuestra experiencia nos facilita darnos cuenta de que para hervir agua o cualquier líquido y así convertirse en gas, se requiere calor y el proceso es endotérmico. Es menos intuitivo comprender que cuando un gas se condensa a un líquido, se emite calor y el proceso es exotérmico.
quizás sea más fácil explicar un cambio de fase exotérmico usando el siguiente argumento., El agua líquida tenía que tener energía puesta en ella para convertirse en vapor, y esa energía no se pierde. En cambio, es retenido por las moléculas gaseosas de agua. Cuando estas moléculas se condensan para formar agua líquida de nuevo, la energía puesta en el sistema debe ser liberada. Y esta energía almacenada se libera como calor exotérmico. El mismo argumento se puede hacer para el proceso de congelación: la energía se pone en un líquido durante la fusión, por lo que la congelación del líquido en un sólido vuelve a devolver esa energía al entorno.
al igual que los cambios de fase, las reacciones químicas pueden ocurrir con la aplicación o liberación de calor., Los que requieren calor se describen como endotérmicos, y los que liberan calor como exotérmicos. Aunque generalmente estamos bastante familiarizados con los cambios de fase endotérmicos, probablemente estamos aún más familiarizados con las reacciones químicas exotérmicas: casi todo el mundo ha experimentado el calor de una chimenea o fogata. La quema de madera proporciona calor a través de la reacción química exotérmica de oxígeno (O) con celulosa (C6H10O5), el principal componente químico de la madera, para producir dióxido de Carbono (CO2), vapor (H2O) y calor., La reacción química que describe el proceso es C6H10O5 + 6O2 = 6CO2 + 5H2O + calor.
en la era espacial de hoy, probablemente todo el mundo ha visto el lanzamiento de un cohete en la televisión o, si tiene suerte, en persona. Lo que alimenta esos cohetes son reacciones químicas altamente exotérmicas. Un combustible de cohete utiliza una mezcla de perclorato de amonio sólido (NH4ClO4) y metal de aluminio (Al) para producir un óxido de aluminio sólido, gas ácido clorhídrico, gas dinitrógeno, vapor y calor: la reacción química se puede describir como 6nh4clo4 + 10Al = 5Al2O3 + 6HCl + 3N2 + 9H2O + calor.,
las grandes olas de nubes blancas que se ven detrás de los cohetes lanzados son realmente los gases del producto que dispersan el polvo blanco de óxido de aluminio. ¿De dónde viene la energía térmica exotérmica? El calor proviene de la energía almacenada en los enlaces químicos de las moléculas de reactivos-que es mayor que la energía almacenada en los enlaces químicos de las moléculas producto. En las reacciones químicas endotérmicas, la situación se invierte: se almacena más energía química en los enlaces de las moléculas del producto que en los enlaces de las moléculas reactivas.
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