REACȚIE EXOTERMICĂ: PROCES, TIPURI ȘI EXEMPLE - CHIMIE - 2025

Reacția exotermă este un tip de reacție chimică în care are loc un transfer de energie, în principal sub formă de eliberare de căldură sau lumină. De exemplu, orice reacție de ardere, în care arde ceva, apare o reacție exotermică.

În cursul vieții de zi cu zi, este obișnuit să vedem cum diferitele reacții exotermice au loc în mod natural sau sunt cauzate de modificări ale temperaturii din diferite locuri. Aceste modificări de temperatură pot fi măsurate cu ajutorul unui termometru.

Reacție exotermică cu eliberare de căldură

În acest sens, reacțiile exotermice pot transfera alte tipuri de energie pe mediul în care sunt generate, așa cum se întâmplă cu exploziile și modul lor de transfer al energiei cinetice și sonice atunci când substanțele care sunt în faza gazoasă la temperaturi ridicate sunt extinse din mod violent.

În același mod, în cazul utilizării bateriilor se realizează și o reacție de tip exoterm, numai în acest caz se transportă energie electrică.

Opuse acestor reacții sunt cele endotermice, care absorb energia.

Proces

Arderea unui chibrit este o reacție exotermică

A fost menționat anterior că, atunci când are loc o reacție exotermică, are loc o eliberare de energie, care poate fi vizualizată mai ușor în următoarea ecuație:

Reactiv (e) → Produs (e) + energie

Deci, pentru a cuantifica energia absorbită sau eliberată de un sistem, se folosește un parametru termodinamic numit entalpie (denumit „H”). Dacă într-un sistem (în acest caz, o reacție chimică) există o eliberare de energie către mediul înconjurător, atunci modificarea entalpiei (exprimată ca ΔH) va avea o valoare negativă.

În caz contrar, dacă variația acestei măsuri este pozitivă, aceasta reflectă absorbția căldurii din împrejurimi. De asemenea, amploarea modificării entalpiei sistemului este o expresie a cantității de energie care este transferată către sau din mediu.

Cu cât este mai mare magnitudinea ΔH, cu atât este mai mare eliberarea de energie din sistem în mediul înconjurător.

Acest lucru se întâmplă deoarece în aceste reacții energia netă care este eliberată la crearea de noi legături este mai mare decât energia netă folosită în fragmentarea obligațiunilor.

Din cele de mai sus se poate deduce că această clasă de reacții este foarte comună, deoarece produsele reacției au o cantitate de energie stocată în legături care este mai mare decât cea conținută în reactanți inițial.

Tipuri

Există diferite tipuri de reacții exotermice în diferite domenii ale chimiei, indiferent dacă sunt în laborator sau în industrie; unele sunt efectuate spontan și altele au nevoie de condiții specifice sau de un fel de substanță ca catalizator pentru a fi produs.

Cele mai importante tipuri de reacții exotermice sunt enumerate mai jos:

Reacții de combustie

Reacțiile de ardere sunt cele de tip redox care apar atunci când una sau mai multe substanțe reacționează cu oxigenul, în general, pentru a produce eliberarea de lumină și energie termică - adică lumină și căldură - atunci când se produce o flacără.

Reacții de neutralizare

Reacțiile de neutralizare se caracterizează prin interacțiunea dintre o specie acidă și o substanță alcalină (bază) pentru a forma o sare și apă, care manifestă o natură exotermă.

Reacții de oxidare

Există multe reacții de acest tip care arată un comportament exotermic, deoarece oxidarea oxigenului provoacă eliberarea unei cantități mari de energie, așa cum apare în oxidarea hidrocarburilor.

Reacția termită

Această reacție poate produce o temperatură de aproximativ 3000 ° C și, datorită afinității ridicate a pulberii de aluminiu cu un număr mare de oxizi metalici, este folosită la sudarea oțelului și a fierului.

Reacție de polimerizare

Acest tip de reacție este cel care își are originea când reacționează un anumit număr de specii chimice numite monomeri, care sunt unități care atunci când sunt combinate se repetă în lanțuri pentru a forma structuri macromoleculare numite polimeri.

Reacție de fisiune nucleară

Acest proces se referă la împărțirea nucleului unui atom considerat ca fiind greu - adică cu un număr de masă (A) mai mare de 200- pentru a produce fragmente sau nuclee mai mici cu o masă intermediară.

În această reacție, unde se formează unul sau mai mulți neutroni, se eliberează o cantitate mare de energie, deoarece nucleul cu o greutate mai mare are o stabilitate mai mică decât produsele sale.

Alte reacții

Există, de asemenea, alte reacții exoterme de mare relevanță, cum ar fi deshidratarea unor carbohidrați atunci când reacționează cu acid sulfuric, absorbția apei prezentată de hidroxidul de sodiu expus în aer liber sau oxidarea speciilor metalice în multe reacții de coroziune.

Exemple de reacții exotermice

Mai jos sunt câteva exemple de reacții exoterme, care produc o variație a entalpiei care are o valoare negativă datorită faptului că eliberează energie:

O lumânare aprinsă

Procesul de ardere a parafinei și fitilului lumânării produce o reacție exotermă care generează căldură și lumină.

Aprindeți un fosfor

Când se aprinde o potrivire, se generează o reacție între substanțele chimice care o compun și oxigenul prezent în aer. În acest fel, este generată o reacție exotermă care produce atât lumină cât și căldură.

Respiraţie

Procesul de respirație produce o reacție exotermică în celule în timpul schimbului de gaze. În acest fel, glucoza împreună cu oxigenul sunt transformate în dioxid de carbon și căldură.

Arde lemne de foc

Arderea lemnului produce o reacție exotermă prin faptul că produsul rezultat al acestei reacții se manifestă sub formă de căldură și temperatură.

Combustie propană

De exemplu, arderea propanului este o reacție exotermă spontană:

C ₃ H ₈ (g) + 5O ₂ (g) → 3CO ₂ (g) + 4H ₂ O (l)

Carbonat de sodiu - reacție de neutralizare a acidului clorhidric

Un alt caz de comportament exotermic este prezentat de reacția de neutralizare dintre carbonatul de sodiu și acidul clorhidric:

NaHCO ₃ (aq) + HCI (aq) → NaCl (aq) + H ₂ O (l) + CO ₂ (g)

Oxidarea etanolului la acid acetic

Oxidarea etanolului cu acidul acetic utilizat la respiratorii este de asemenea prezentată, a cărei reacție completă este arătată în următoarea ecuație:

3CH ₃ CH ₂ OH + 2K ₂ Cr ₂ O ₇ + 8H ₂ SO ₄ → CH ₃ COOH + 2Cr (SO ₄ ) ₃ + 2K ₂ SO ₄ + 11H ₂ O

Reacția termită

Un alt tip de reacție exotermică este așa-numita reacție de termită, în care aluminiul se combină cu un oxid de metal, așa cum este exemplificat mai jos:

2Al (e) + Fe ₂ O ₃ (s) → Al ₂ O ₃ (s) + Fe (l)

Ras de oțel + oțet

Acest amestec funcționează ca o formă de combustie lentă în care oțelul suferă un proces de oxidare datorită acțiunii oțetului.

"Latrat de caine"

Această reacție este dată acestui nume, deoarece emite un sunet similar cu cel al lătratului câinelui.

Această reacție are loc în interiorul unui tub de laborator în care sunt amestecate oxidul nitru, oxidul nitric și bisulfatul de carbon.

Sticlă de sticlă + alcool

Similar cu reacția generată de experimentul menționat mai sus, este aceea de a freca o sticlă de sticlă cu alcool, astfel încât să se producă o flacără.

Detergent pentru rufe + apă

Când săpunul de detergent pentru rufe este dizolvat, se poate observa o reacție exotermică. Acesta este unul dintre cele mai ușor observabile exemple de reacții exotermice din casă.

Pasta de dinti pentru elefant

Acesta este un experiment utilizat frecvent pentru a explica dinamica reacțiilor exotermice. Ea constă în dizolvarea peroxidului de hidrogen într-un mediu săpun, astfel încât în ​​acest fel se produce o cantitate mare de spumă.

La acest amestec se adaugă un catalizator (iodură de potasiu), care ajută la descompunerea rapidă a peroxidului.

Acid sulfuric + zahăr

Procesul de deshidratare a zahărului produce o reacție exotermă evidentă. Când amestecați acidul sulfuric cu zahărul, acesta este deshidratat și apare o coloană de fum negru, ceea ce face ca mediul să miroasă a oaselor arse.

Sod + apă

Sodiu sau orice mediu alcalin reacționează puternic cu apa. Când adăugați orice metal alcalin în apă (litiu, sodiu, potasiu, rubidiu sau cesiu) trebuie să reacționeze.

În măsura în care numărul elementului este mai mare în tabelul periodic, reacția va fi mai puternică.

Acetat de sodiu

Acetatul de sodiu este cunoscut sub numele de gheață fierbinte. Acest material pornește de la cristalizarea soluțiilor congelate care, în loc să elibereze rece, eliberează căldură.

Datorită aspectului său, se numește „gheață”, dar de fapt acetatul de sodiu cristalizat este unul dintre cele mai frecvente materiale folosite pentru a face încălzirea mâinilor.

Soda + otet

Acest amestec produce o reacție exotermă care generează cantități mari de spumă, de aceea este utilizat în mod obișnuit pentru a semăna cu explozia unui vulcan.

Geniul din sticlă

În acest experiment, peroxidul de hidrogen (peroxid de hidrogen) este amestecat cu permanganatul de potasiu. În acest fel, permanganatul descompune peroxidul de hidrogen, determinând eliberarea unei cantități mari de fum și căldură.

Urși gumosi explozivi

Urșii gumosi sunt bogați în zaharoză (zahăr), o substanță care, atunci când este amestecată cu clorat de potasiu la temperaturi ridicate, produce o explozie violentă și mișcare de urși gumosi.

Fulger într-un tub

Această reacție are loc atunci când un acid coroziv este amestecat cu alcool sau acetonă.

În acest fel, se poate observa o reacție chimică viguroasă care are ca rezultat generarea de lumină în interiorul unui tub similar cu cel al fulgerului.

Congelați apa

În timpul acestui proces, apa eliberează energie sub formă de căldură, prin urmare, atunci când cuburile de apă îngheață, are loc o reacție exotermică.

Coroziunea metalelor

Metalele pure, adică în starea lor naturală când intră în contact cu aerul produc o reacție de oxidare împreună cu generarea de căldură, prin urmare, se spune că acest proces este exotermic.

Procesul de ardere a gazelor

Procesul de ardere a oricărui gaz, cum ar fi metanul sau gazul natural, produce o reacție exotermă care se manifestă în generarea de căldură și, în unele ocazii, când arderea se produce într-un mod controlat, poate produce și lumină.

Alte

Pe lângă exemplele explicate anterior, există o mare varietate de reacții care sunt considerate și exotermice, cum ar fi descompunerea anumitor substanțe organice în deșeuri pentru compostare.

De asemenea, evidențiază oxidarea pigmentului de luciferină prin acțiunea enzimei luciferază pentru a produce bioluminiscența caracteristică a licuricilor și chiar respirația, printre multe alte reacții.

Referințe

1. Wikipedia. (Sf). Reacție exotermică. Obținut de pe es.wikipedia.org
2. BBC. (Sf). Schimbări de energie și reacții reversibile. Recuperat de la bbc.co.uk
3. Chang, R. (2007). Chimie, ediția a noua. (McGraw-Hill).
4. Walker, D. (2007). Reacții chimice. Recuperat din books.google.co.ve
5. Saunders, N. (2007). Explorarea reacțiilor chimice. Obținut din books.google.co.ve