1.2.8 La energía y las reacciones químicas

J. Eduardo Morales Méndez

En todos los cambios químicos (reacción) ocurre un cambio de energía. Cuando enciendes una vela hay un cambio de energía, como el de energía química a energía radiante.La energía es la capacidad para producir un trabajo, y existe el trabajo cuando algo se mueve.Nos damos cuenta de que se lleva a cabo una reacción química, por que la materia cambia y siempre una reacción química está acompañada por un cambio de energía.¿qué es lo que determina que se desprenda o se absorba energía en forma de calor en una reacción química?Recuerda que la energía química , es energía potencial que las sustancias poseen debido a la composición y estructura de los átomos que las forman.

Las sustancias, existen porque, los átomos de los componentes que la forman se unen por medio de fuerzas interatómicas, estas fuerzas de unión atómica, las llamaremos enlaces químicos, y para formar un enlace se necesita energía. Entones par formar un compuesto necesitas, energía para formar el enlace, esta energía necesaria, depende de la composición y la estructura de cada átomo que forma o formará al compuesto.

Para que una reacción se lleve a cabo, es necesario que se rompan los enlaces de las sustancias reaccionantes, aportando una pequeña cantidad de energía extra, que es la energía de activación. Se obtiene entonces un conjunto activado, con un estado de energía más alto que el que existe normalmente para esos enlaces en esa sustancia , y los enlaces se rompen con un desprendimiento de energía

En este caso cuando se forman los nuevos enlaces en los productos, y si éstos requieren de menos energía que la que fue desprendida por los reactivos, la energía no utilizada en esos nuevos enlaces se desprende al medio ambiente.

Diagrama de energía potencial

Reacción exotérmica

Si los enlaces son más fuertes (mayor energía potencial) en los reactivos que en los enlaces que se forman en los productos (menor energía potencial), se desprenderá energía y tendremos una reacción exotérmica.

Reactivos productos + energía calorífica A + B C + D + energía Ejemplo:2 Na + Cl2 2 Na Cl + energía

La fotosíntesis, la combustión, la oxidación, son procesos exotérmicos

Gráfica de la energía potencial vs. Coordenada de la reacción exotérmica. La diferencia en energía potencial (Ep-Er), nos indica si la reacción desprende calor ( exotérmica, magnitud de Ep – Er negativa).Este calor se representa como ΔH ( cambio de entalpía)

Reacción exotérmicaLa combustión es un ejemplo típico de una reacción exotérmica

Reacción endotérmicaPara este tipo de reacciones la energía necesaria para formar los productos proviene del medio ambiente, esto es, necesita energía la reacción, para llevarse a cabo :Energía + reactivos productoscalorífica

A + B + energía C + D

Ejemplo: Ba (OH)2 + 2 NH4 + energía BaCl2 + 2NH4OH

Si los enlaces son débiles (menor energía potencial) en los reactivos que en los enlaces que se forman en los productos (mayor energía potencial), absorbe energía del medio y tendremos una reacción endotérmica.

Reacciones fotovoltaicas