Como influye la energia en las reacciones quimicas
Síntesis en química
En el capítulo 3 "Reacciones químicas", apartado 3.3 "Ecuaciones químicas", aprendió que la aplicación de una pequeña cantidad de calor al dicromato de amonio sólido inicia una vigorosa reacción que produce óxido de cromo (III), gas nitrógeno y vapor de agua. Sin embargo, éstos no son los únicos productos de esta reacción que interesan a los químicos; la reacción también libera energía en forma de calor y luz. Por tanto, nuestra descripción de esta reacción era incompleta. Una descripción completa de una reacción química incluye no sólo la identidad, cantidad y forma química de los reactivos y productos, sino también la cantidad de energía producida o consumida. En las reacciones de combustión, el calor es siempre un producto; en otras reacciones, puede producirse o consumirse calor.
Espontaneidad termodinámica. La reacción altamente exotérmica y dramática de la termita es termodinámicamente espontánea. Los reactivos de aluminio y un óxido metálico, normalmente hierro, que son estables a temperatura ambiente, se encienden en presencia de calor o por la reacción del permanganato potásico y la glicerina. Los productos resultantes son óxido de aluminio, metal elemental libre y fundido, y una gran cantidad de calor, lo que lo convierte en un método excelente para la soldadura in situ. Como esta reacción tiene su propio suministro de oxígeno, también puede utilizarse para la soldadura bajo el agua.
¿En qué influyen las reacciones químicas?
Las reacciones se producen cuando dos moléculas reactivas chocan efectivamente, teniendo cada una de ellas una energía mínima y una orientación correcta. La concentración de reactivo, el estado físico de los reactivos y la superficie, la temperatura y la presencia de un catalizador son los cuatro factores principales que afectan a la velocidad de reacción.
¿Cómo dependen las reacciones químicas de la energía de activación?
La energía de activación de una reacción química está estrechamente relacionada con su velocidad. En concreto, cuanto mayor sea la energía de activación, más lenta será la reacción química. Esto se debe a que las moléculas sólo pueden completar la reacción una vez que han alcanzado la parte superior de la barrera de energía de activación.
¿Qué reacción química absorbe energía?
Una reacción endotérmica es cualquier reacción química que absorbe calor de su entorno. La energía absorbida proporciona la energía de activación para que se produzca la reacción.
Qué es la reacción de fotólisis
Estas viejas cadenas de hierro desprenden una pequeña cantidad de calor al oxidarse. La oxidación del hierro es un proceso químico. Se produce cuando el hierro y el oxígeno experimentan una reacción química similar a la combustión. La reacción química que se produce cuando algo arde desprende energía. Se puede sentir el calor y ver la luz de las llamas. La oxidación del hierro es un proceso mucho más lento, pero sigue desprendiendo energía. Sólo que libera energía tan lentamente que no se puede detectar un cambio de temperatura.
Una reacción química es un proceso que transforma unas sustancias químicas en otras. La sustancia que inicia una reacción química se llama reactivo, y la que se forma como resultado de una reacción química se llama producto. Durante la reacción, los reactivos se agotan para crear los productos.
Otro ejemplo de reacción química es la combustión del gas metano, mostrada en la Figura \(\PageIndex{2}\). En esta reacción química, los reactivos son metano (CH4) y oxígeno (O2), y los productos son dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O). Como muestra este ejemplo, una reacción química implica la ruptura y formación de enlaces químicos. Los enlaces químicos son fuerzas que mantienen unidos a los átomos de una molécula. Los enlaces se producen cuando los átomos comparten electrones. Cuando se quema metano, por ejemplo, se rompen enlaces entre las moléculas de metano y oxígeno, y se forman nuevos enlaces en las moléculas de dióxido de carbono y agua.
La reacción química es
En esta etapa de su escolarización, los alumnos han estado expuestos al concepto de energía en distintos contextos. A partir de estas experiencias, muchos alumnos creen que la energía (que incluye el calor, la luz y la electricidad) es un tipo de materia. En los paquetes de alimentos se indica el contenido energético (en kJ), junto con las cantidades de ingredientes como proteínas, grasas y azúcar, lo que refuerza aún más esta idea. La idea de que la energía total del sistema antes y después de una reacción química es la misma no se ve confirmada por las observaciones cotidianas, lo que plantea dos problemas: el primero es que los alumnos construyen un significado de la energía a partir de sus experiencias cotidianas, lo que tiene sus limitaciones. Los alumnos suelen restringir la energía a los seres vivos, el movimiento o el calor y la electricidad. Una consecuencia de este significado restringido de la energía es que no puede explicar cómo se conserva la energía en todos los cambios. El segundo problema, relacionado con el anterior, es que la energía química es un concepto difícil de comprender para muchos alumnos: pueden entender que el calor, la luz y la electricidad son diferentes de la materia, pero la energía química almacenada que no se ve es mucho más difícil de entender. Esto significa que es probable que crean que la energía se crea (o se gasta) en las reacciones químicas:
Tipos de reacción química
El término energía se utiliza habitualmente en muchos contextos, pero rara vez se define con precisión. Un automóvil que circula a gran velocidad tiene una energía cinética considerable, que se transforma en energía térmica y trabajo (la rotura de componentes metálicos y plásticos) si el automóvil choca contra un muro de piedra. La nieve acumulada en una montaña escarpada tiene una energía potencial considerable que se transforma en una avalancha, primero en energía cinética, y después en calor y trabajo cuando la avalancha engulle bosques y ciudades y finalmente se detiene. En estos ejemplos, la energía potencial y cinética están dirigidas (orientadas) en el espacio, mientras que el calor producido consiste en un movimiento molecular aleatorio.
Los químicos se ocupan de los cambios físicos y químicos y de la energía asociada a cada uno de ellos. Las reacciones químicas implican la creación y ruptura de enlaces covalentes, y estas transformaciones tienen consecuencias energéticas. El calor es la forma más común de energía introducida o liberada por las reacciones químicas, pero también pueden intervenir la luz, la corriente eléctrica y el sonido. Además, si en una reacción se producen gases, el trabajo realizado en el entorno por la expansión del volumen pasa a formar parte del balance energético, y en las reacciones explosivas puede ser la principal consecuencia. Por supuesto, las reacciones que consumen un gas experimentan un cambio de volumen opuesto y el entorno realiza trabajo sobre el sistema.