Reacciones Exotérmicas, Endotérmicas y Principio de Thompsen – Berthelot
REACCIONES EXOTÉRMICAS
El prefijo exo significa “hacia fuera”. Por lo tanto entendemos que las reacciones exotérmicas son aquellas que liberan energía en forma de calor. El esquema general de una reacción exotérmica puede ser escrito de la manera siguiente, donde A, B, C y D representan sustancias genéricas.
A partir de la Ley de la Conservación de Energía, podemos afirmar que “La energía total de los reactivos es igual a la energía total de los productos”.
En otras palabras, toda la energía que entró en el primer miembro de la ecuación química, debe salir íntegramente en el segundo miembro de la ecuación. De donde obtenemos la siguiente conclusión: si una reacción es exotérmica, entonces la entalpía de los reactivos (Hr ) es mayor que la entalpía de los productos(Hp ), pues una parte de la energía que estaba contenida en los reactivos fue liberada para el medio ambiente en forma de calor y apenas otra parte de esa energía quedó contenida en los productos. Entonces en una reacción exotérmica: Hr > Hp
No es posible determinar directamente la entalpía de cada sustancia participante de una reacción, pero podemos determinar experimentalmente la variación de entalpía ΔH, que ocurre cuando una reacción química es realizada.
Como en la reacción exotérmica Hr > Hp , entonces en este tipo de reacción el valor de ΔH será siempre negativo. Siendo que la reacción exotérmica: ΔH > 0.
Observa que no existe energía negativa; un sistema contiene energía. El signo negativo de DH quiere decir apenas que la energía fue liberada.
REACCIONES ENDOTÉRMICAS
El prefijo endo significa “hacia adentro”. Por lo tanto se entiende que las reacciones endotérmicas son aquellas que absorben energía en forma de calor. El esquema general de una reacción endotérmica puede ser escrito de la siguiente manera, donde A, B, C y D representan sustancias genéricas.
Una vez que la energía total se conserva del primer para el segundo miembro de cualquier reacción química, podemos afirmar que: si una reacción es endotérmica, la entalpía de los productos Hp es mayor que la entalpía de los reactivos Hr , pues una determinada cantidad de energía fue absorbida por los reactivos en forma de calor, durante la reacción, quedando contenida en los productos. Siendo que en la reacción endotérmica: Hp > Hr.
Y siendo DH = Hp — Hr , entonces en la reacción endotérmica el valor de ΔH será siempre positivo. Siendo que en la reacción endotérmica: ΔH > 0.
PRINCIPIO DE THOMPSEN y BERTHELOT
Hay un principio fundamental de la Termoquímica, determinado en 1867 por los científicos que le dieron sus nombres, que afirma: “Entre un conjunto de reacciones químicas posibles ocurrirá primero, espontáneamente aquella que fuese más exotérmica.” La reacción exotérmica es aquella que libera mayor cantidad de energía en la forma de calor. Esto significa que los productos formados en este tipo de reacción son menos energéticos, por tanto, mas estables. Espontáneamente, las sustancias solo van a reaccionar en busca de mayor estabilidad y de este modo, en busca de liberar mayor cantidad posible de energía. Siendo que podemos decir entonces que:
más estabilidad = menos energía = menor ΔH = reacción más espontánea
Tal que podemos utilizar el ejemplo: Agregándose los gases F2, Cl2 e Br2 a un recipiente conteniendo gas hidrógeno, puede preverse cual será la reacción que ocurrirá primero a través del valor de ΔH de cada una.
Como la reacción a) es la que libera mayor cantidad de energía, espontáneamente es la reacción que ocurrirá en primer lugar.