Reacciones endotérmicas y exotérmicas

Leon está perfeccionando su receta de limonada. ¡Ha descubierto que puede hacerla burbujeante agregando un poco de bicarbonato de sodio! El bicarbonato de sodio reacciona con una sustancia llamada ácido cítrico que está en el zumo de limón. Uno de los productos de esta reacción química es el dióxido de carbono. El dióxido de carbono forma burbujas de gas que hacen la bebida gaseosa. Pero hay algo más sobre esta reacción que podemos investigar...

Toca la taza en la que mezclaste tu zumo de limón y bicarbonato de sodio, Leon. ¡De repente está fría! ¿Por qué? Para entender esto, primero necesitamos saber algo sobre la energía en las reacciones químicas. Las reacciones químicas tienen que ver con el cambio de algunas sustancias - reactivos — en otras sustancias — productos. Para que esto suceda, los enlaces químicos entre los átomos de los reactivos se rompen y de este modo los átomos se pueden reorganizar y crean nuevos lazos, formando productos. Los enlaces químicos almacenan energía.

Cuando los lazos se rompen y se forman nuevos lazos, la energía se mueve alrededor. Veamos la reacción que ocurre en la limonada de Leon. Los lazos en el bicarbonato de sodio y el ácido cítrico almacenan menos energía que los enlaces en los productos de la reacción. Por eso, para que se formen los productos, se necesita energía extra. La energía no puede aparecer de la nada, solo puede moverse de un lugar a otro.

Aquí, la energía extra proviene del entorno, y se absorbe en forma de calor. El calor absorbido se transforma en energía almacenada en los enlaces químicos de los productos de la reacción. ¡Eso es lo que hizo que la bebida de repente pareciera más fría! Las reacciones que absorben energía del medio ambiente se denominan reacciones endotérmicas. Otro ejemplo de una reacción endotérmica es el proceso en el que las plantas producen alimentos: la fotosíntesis. Durante la fotosíntesis, las plantas convierten el dióxido y el agua en glucosa, pero para hacerlo necesitan absorber la energía de la luz solar.

Sin la energía del sol, la reacción no tiene lugar. En las reacciones endotérmicas el nivel de energía de los reactivos es más bajo que el nivel de energía de los productos y la energía es absorbida. Pero también existen reacciones químicas en las que el nivel de energía de los reactivos es superior a la de los productos. Esto significa que después de que se lleve a cabo la reacción, hay energía que sobra. Esta energía adicional se libera en el entorno. ¡Puedes probarlo tú mismo!

Pon un poco de detergente en polvo en la mano, y mézclalo con un poco de agua fría hasta que el detergente se disuelva. ¿Puedes notar el calor? Uno de los ingredientes del detergente para ropa es el carbonato de sodio. Cuando el carbonato de sodio se disuelve en agua, se produce una reacción química. Los productos de esta reacción almacenan menos energía en sus enlaces que los reactivos y la energía adicional se libera en el entorno. Es por eso que la mezcla comienza a notarse caliente.

Las reacciones que liberan energía al entorno se denominan reacciones exotérmicas. Otro ejemplo de una reacción exotérmica es la quema o combustión. Cuando el combustible, por ejemplo, la madera, el gas natural o el etanol, arde en presencia de oxígeno, la energía se libera en forma de calor y luz - que puedes observar en forma de llama. Como en todas las reacciones químicas se rompen algunos lazos y se forman nuevos lazos, siempre hay algo de energía transferida. Es por eso que todas las reacciones químicas absorben energía del exterior — si son endotérmicas, o liberan energía a su entorno — si son exotérmicas.