Reazioni endotermiche vs. esotermiche

Una reazione endotermica si verifica quando l'energia viene assorbita dall'ambiente circostante sotto forma di calore. Al contrario, una reazione esotermica è una reazione in cui l'energia viene rilasciata dal sistema nell'ambiente circostante. I termini sono comunemente usati nelle scienze fisiche e chimica.

Tabella di confronto

Grafico comparativo endotermico contro esotermico
Endotermico esotermico
introduzioneUn processo o una reazione in cui il sistema assorbe energia dall'ambiente circostante sotto forma di calore.Un processo o una reazione che libera energia dal sistema, solitamente sotto forma di calore.
RisultatoL'energia viene assorbita dall'ambiente nella reazione.L'energia viene rilasciata dal sistema nell'ambiente.
Forma di energiaL'energia viene assorbita come calore.L'energia viene solitamente rilasciata sotto forma di calore, ma può anche essere elettricità, luce o suono.
ApplicazioneTermodinamica; fisica, chimica.Termodinamica; fisica, chimica.
EtimologiaParole greche endo (dentro) e thermasi (per riscaldare).Parole greche exo (fuori) e thermasi (per riscaldare).
EsempiFusione del ghiaccio, fotosintesi, evaporazione, cottura di un uovo, scissione di una molecola di gas.Esplosioni, produzione di ghiaccio, ferro arrugginito, sedimentazione del cemento, legami chimici, fissione nucleare e fusione.

Definizione

Che cos'è una reazione endotermica?

Una reazione o un processo endotermico ha luogo quando il sistema assorbe energia termica dall'ambiente circostante.

Che cos'è una reazione esotermica?

In una reazione o processo esotermico, l'energia viene rilasciata nell'ambiente, di solito sotto forma di calore, ma anche elettricità, suono o luce.

Processi esotermici vs endotermici in fisica

Classificare una reazione o un processo fisico come esotermico o endotermico può spesso essere controintuitivo. Fare un cubetto di ghiaccio è lo stesso tipo di reazione di una candela accesa - entrambi hanno lo stesso tipo di reazione: esotermica. Quando si considera se una reazione è endotermica o esotermica, è fondamentale separare il sistema di reazione dall'ambiente. Ciò che conta è il cambiamento di temperatura del sistema, non quanto sia caldo o freddo il sistema in generale. Se il sistema si raffredda, significa che viene rilasciato calore e la reazione in atto è una reazione esotermica.

L'esempio di fuoco sopra è intuitivo, poiché l'energia viene chiaramente rilasciata nell'ambiente. Fare il ghiaccio, tuttavia, potrebbe sembrare il contrario, ma anche l'acqua contenuta in un congelatore sta rilasciando energia mentre il congelatore estrae il calore ed esplode sul retro dell'unità. Il sistema di reazione da considerare è solo l'acqua, e se l'acqua si sta raffreddando, deve rilasciare energia in un processo esotermico. La sudorazione (evaporazione) è una reazione endotermica. La pelle bagnata si sente fresca in una brezza perché la reazione evaporativa dell'acqua assorbe il calore dall'ambiente circostante (pelle e atmosfera).

In chimica

In chimica, endotermico ed esotermico considerano solo il cambiamento di entalpia (una misura dell'energia totale del sistema); un'analisi completa aggiunge un termine aggiuntivo all'equazione per entropia e temperatura.

Quando si formano legami chimici, il calore viene rilasciato in una reazione esotermica. Vi è una perdita di energia cinetica negli elettroni che reagiscono e ciò provoca il rilascio di energia sotto forma di luce. Questa luce è uguale in energia all'energia di stabilizzazione richiesta per la reazione chimica (l'energia di legame). La luce rilasciata può essere assorbita da altre molecole, dando origine a vibrazioni o rotazioni molecolari, da cui deriva la classica comprensione del calore. L'energia necessaria affinché si verifichi la reazione è inferiore all'energia totale rilasciata.

Quando i legami chimici si rompono, la reazione è sempre endotermica. Nelle reazioni chimiche endotermiche, l'energia viene assorbita (prelevata dall'esterno della reazione) per posizionare un elettrone in uno stato di energia superiore, consentendo così all'elettrone di associarsi con un altro atomo per formare un diverso complesso chimico. La perdita di energia dalla soluzione (l'ambiente) viene assorbita dalla reazione sotto forma di calore.

La scissione di un atomo (fissione), tuttavia, non deve essere confusa con la "rottura di un legame". La fissione nucleare e la fusione nucleare sono entrambe reazioni esotermiche.

Esempi quotidiani

Le reazioni endotermiche ed esotermiche sono frequentemente osservate nei fenomeni quotidiani.

Esempi di reazioni endotermiche:

  • Fotosintesi: man mano che un albero cresce, assorbe energia dall'ambiente per spezzare CO2 e H2O.
  • Evaporazione: la sudorazione raffredda una persona mentre l'acqua assorbe calore per trasformarsi in gas.
  • Cucinare un uovo: l' energia viene assorbita dalla padella per cuocere l'uovo.

Esempi di reazioni esotermiche:

  • Formazione di pioggia: la condensazione del vapore acqueo in pioggia espelle il calore.
  • Calcestruzzo: quando si aggiunge acqua al calcestruzzo, le reazioni chimiche rilasciano calore.
  • Combustione: quando qualcosa brucia, per quanto piccolo o grande, è sempre una reazione esotermica.

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