Differenza tra reazioni endotermiche ed esotermiche

Differenza principale - Reazioni endotermiche vs esotermiche

Le reazioni chimiche possono essere suddivise in due gruppi come reazioni endotermiche e reazioni esotermiche in base al trasferimento di energia tra l'ambiente circostante e il sistema in cui avviene la reazione. Al fine di classificare una particolare reazione chimica come endotermica o esotermica, possiamo calcolare il cambiamento di entalpia tra reagenti e prodotti. In caso contrario, possiamo osservare il cambiamento di temperatura della miscela di reazione. La principale differenza tra reazioni endotermiche ed esotermiche è quella le reazioni endotermiche assorbono energia dall'ambiente circostante mentre le reazioni esotermiche rilasciano energia all'ambiente circostante.

Aree chiave coperte

1. Cosa sono le reazioni endotermiche
      - Definizione, Proprietà, Esempi
2. Cosa sono le reazioni esotermiche
      - Definizione, Proprietà, Esempi
3. Qual è la differenza tra reazioni endotermiche ed esotermiche
      - Confronto tra le principali differenze

Termini chiave: combustione, endotermica, entalpia, esotermica, calore, energia interna

Cosa sono le reazioni endotermiche

Le reazioni endotermiche sono reazioni chimiche che assorbono l'energia termica dall'ambiente circostante. Ciò significa che l'energia dovrebbe essere data dall'esterno per l'iniziazione e la progressione di una reazione endotermica. Di conseguenza, la temperatura del sistema diminuisce.

Poiché il sistema assorbe energia dall'esterno, il cambiamento di entalpia della reazione assume un valore positivo. L'entalpia è la somma dell'energia interna di un sistema e l'energia richiesta per mantenere il volume e la pressione di quel sistema in quell'ambiente. All'inizio, l'entalpia del sistema è uguale alla somma delle entalpie dei reagenti. Alla fine della reazione endotermica, l'entalpia o l'energia dei prodotti è maggiore a causa dell'assorbimento di energia. Questo può essere spiegato come di seguito.

A + B → C + D

ΔH = H_C  +  H_D - H_UN  +  H_B

ΔH = (H_prodotti) - (H_reagenti) = Un valore positivo

Dove,

AH è il cambiamento di entalpia che si verifica dopo la reazione,
HC e HD sono le entalpie dei prodotti C e D rispettivamente
HA e HB sono le entalpie dei reagenti A e B rispettivamente.

Figura 1: Entalpie di reagenti e prodotti di una reazione endotermica

La reazione endotermica può essere facilmente riconosciuta toccando il becher o la provetta in cui avviene la reazione. Il becher si sentirà più freddo di prima. Questo perché assorbe energia dall'esterno.

Esempi di reazioni endotermiche

• Dissoluzione del cloruro di ammonio solido nell'acqua:

                     NH₄Cl_(S)   +   H₂O_(L)    +   calore → NH₄Cl_(Aq) 

• Miscelare acqua con cloruro di potassio:

                      KCl_(S)     +   H₂O_(L)   +   calore → KCl_(Aq)

• Reazione dell'acido etanoico con carbonato di sodio:

                     CH₃COOH_(Aq)     +    N / A₂CO_{3 (s)}     +    calore → CH₃COO^-N / A⁺_(Aq)     +    H⁺_(Aq)    +    CO₃^2-_(Aq)

Si noti che il "calore" è incluso nel lato destro dell'equazione di reazione. Questo per indicare l'assorbimento di calore da parte del sistema.

Cosa sono le reazioni esotermiche

Le reazioni esotermiche sono reazioni chimiche che rilasciano energia termica all'ambiente circostante. Ciò significa che l'energia viene rilasciata all'esterno quando la reazione chimica progredisce. Poiché l'energia interna viene rilasciata dal sistema, l'entalpia dei prodotti è inferiore all'entalpia dei reagenti. Questo può essere spiegato come di seguito.

P + Q → R + S

ΔH = H_R  +  H_S - H_P  +  H_Q

ΔH = (H_prodotti) - (H_reagenti) = Un valore negativo

Il cambiamento nell'entalpia è ora un valore negativo poiché l'energia interna dei reagenti è meno dovuta al rilascio di energia. La temperatura del sistema aumenterà con il procedere della reazione esotermica. Pertanto, si può intuire se una particolare reazione chimica sia endotermica o esotermica semplicemente toccando la parete del contenitore in cui avviene la reazione. In una reazione esotermica, il contenitore si scalda.

Figura 2: Entalpie di reagenti e prodotti di una reazione esotermica

Esempi di reazioni esotermiche

• Combustione di gas idrogeno:

                     2H_{2 (g)}     +      O_{2 (g)}       → 2H₂O_(L)     +   calore

• Combustione di etanolo (combustione completa):

                      CH₃CH₂OH_(L)     +      3O_{2 (g)}       → 2CO_{2 (g)}     +      3H₂O_(L)

Differenza tra reazioni endotermiche ed esotermiche

Definizione

Reazioni endotermiche: Le reazioni endotermiche sono reazioni chimiche che assorbono l'energia termica dall'ambiente circostante.

Reazioni esotermiche: Le reazioni esotermiche sono reazioni chimiche che rilasciano energia termica all'ambiente circostante.

Temperatura

Reazioni endotermiche: La diminuzione della temperatura con la progressione delle reazioni endotermiche.

Reazioni esotermiche: La temperatura aumenta con la progressione delle reazioni esotermiche.

entalpia

Reazioni endotermiche: L'entalpia dei reagenti è inferiore a quella dei prodotti nelle reazioni endotermiche.

Reazioni esotermiche: L'entalpia dei reagenti è superiore a quella dei prodotti nelle reazioni esotermiche.

Cambiamento di entalpia

Reazioni endotermiche: Il cambiamento nell'entalpia (ΔH) è un valore positivo per le reazioni endotermiche.

Reazioni esotermiche: Il cambiamento nell'entalpia (ΔH) è un valore negativo per le reazioni esotermiche.

Energia

Reazioni endotermiche: L'energia dovrebbe essere fornita al sistema nelle reazioni endotermiche.

Reazioni esotermiche: L'energia viene rilasciata dal sistema in reazioni endotermiche.

Conclusione

Le reazioni chimiche sono classificate come reazioni endotermiche ed esotermiche in base al trasferimento di energia tra il sistema e l'ambiente circostante. La principale differenza tra reazioni endotermiche ed esotermiche è che le reazioni endotermiche assorbono energia dall'ambiente circostante mentre le reazioni esotermiche rilasciano energia all'ambiente circostante. Ciascuna reazione chimica può essere raggruppata in queste due categorie calcolando il cambiamento di entalpia nella reazione.

Riferimenti:

1. "Reazioni endotermiche." Reazioni endotermiche, esempi di reazioni endotermiche [email protected] N.p., n.d. web. Disponibile qui. 21 luglio 2017. 
2. "Esotermico vs. Endotermico e K." Chimica LibreTexts. Libretexts, 08 marzo 2017. Web. Disponibile qui. 21 luglio 2017. 

Cortesia dell'immagine:

1. "Reazione endotermica" di Brazosport College - Opera propria (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "Reazione esotermica" di Brazosport College - Opera propria (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia