Energía en Reacciones Químicas: Endotérmicas y Exotérmicas

La Energía en las Reacciones Químicas

Manifestaciones de la Liberación de Energía Química

La energía química almacenada en las sustancias puede liberarse de diversas maneras. Algunas de las formas más comunes incluyen:

• Quimioluminiscencia: Un ejemplo claro es una barra de luz fría. Esta contiene dos reactivos químicos separados que, al mezclarse, producen una reacción química con emisión de luz fluorescente, sin generar calor.
• Apagado de la cal.
• Reacciones de combustión: Emiten luz y calor.

Las sustancias químicas almacenan energía, la cual puede ser liberada en forma luminosa, térmica, eléctrica, mecánica, entre otras.

Origen de la Variación de Energía en una Reacción

Durante una reacción química, se rompen enlaces y se forman otros nuevos. Cada enlace posee una cantidad específica de energía, denominada energía de enlace, que es mayor cuanto más fuerte es el enlace. El cálculo de la variación total de energía en una reacción se basa en lo siguiente:

• La ruptura de enlaces en los reactivos requiere un aporte de energía.
• La formación de nuevos enlaces en los productos libera energía.

La energía total de una reacción es igual a la suma de las energías de los enlaces rotos menos la suma de las energías de los enlaces formados:

Etotal = Eenlaces rotos – Eenlaces formados

Se desprende energía en aquellas reacciones donde la energía liberada al formar nuevos enlaces es mayor que la energía consumida al romper los enlaces existentes:

Eenlaces formados > Eenlaces rotos ⇒ ∆E < 0

Se absorbe energía en aquellas reacciones donde la energía liberada al formar nuevos enlaces es menor que la energía consumida al romper los enlaces existentes:

Eenlaces formados < Eenlaces rotos ⇒ ∆E > 0

Reacciones Endotérmicas y Exotérmicas

Aunque la energía transferida en un proceso químico puede manifestarse como luz, electricidad o energía mecánica, lo más común es que se presente como energía térmica.

• Calor de reacción: Cantidad de energía intercambiada con el exterior durante un proceso químico.
• Ecuación termoquímica: Ecuación química ajustada que incluye la cantidad de energía transferida durante el proceso.

En una reacción exotérmica se desprende energía:

Reactivos → Productos + Energía

En una reacción endotérmica se absorbe energía:

Reactivos + Energía → Productos

Diagramas Energéticos

La variación de energía (∆E) de una reacción química se calcula como la diferencia entre la energía final de los productos y la energía inicial de los reactivos:

∆E = Eproductos – Ereactivos

Los diagramas de niveles de energía, o diagramas energéticos, representan gráficamente la variación de energía durante una reacción.

• Proceso exotérmico: Se desprende energía. La energía de los productos es menor que la de los reactivos (E_productos < E_reactivos; ∆E < 0). Los productos son más estables que los reactivos.
• Proceso endotérmico: Se absorbe energía. La energía de los productos es mayor que la de los reactivos (E_productos > E_reactivos; ∆E > 0). Los reactivos son más estables que los productos.