Tema 1. Intercambios de energía en las reacciones químicas

Siempre se han utilizado las reacciones químicas para producir energía, de manera que se podría hacer un paralelismo entre el uso de los combustibles (madera, carbón, derivados del petróleo, hidrógeno, biocombustibles ...) y la historia de la humanidad. Estas reacciones de combustión son las más representativas de las reacciones exotérmicas, que al producirse liberan energía, fundamentalmente en forma de calor, aunque también se puede producir energía luminosa. Otro ejemplo muy importante es la liberación de energía en la asimilación de un alimento, que permite mantener la temperatura corporal.

Por otra parte, es necesario un aporte de energía, en forma de calor o eléctrica, para obtener metales mediante reducción de sus óxidos, tal y como sucede en el hierro (en un horno alto) o el aluminio (en un horno eléctrico). Son reacciones endotérmicas.

¿Cuánta energía puede producir una reacción química? ¿De dónde procede esa energía? ¿Cómo puede medirse y calcularse? ¿En qué se invierte la energía comunicada para que se produzca una reacción química? ¿Por qué las reacciones químicas pueden ser exotérmicas o endotérmicas? Y desde el punto de vista práctico, ¿qué combustible es más eficiente energéticamente: el butano o el propano, la gasolina o el bioetanol?


 
Imagen 1 Rickpelleg, Creative commons Vídeo 1 Vinnygriffo, Uso libre

En la imagen tienes el quemador de gas de una cocina, en el que se está quemando gas ciudad, mientras que en el vídeo puedes observar la obtención de hierro en un horno alto (el carbón pulverizado se quema, y el calor desprendido permite la transformación del óxido de hierro en hierro metálico, que está fundido debido a la alta temperatura que se alcanza en el horno). Fíjate en que en este último caso hay un ejemplo de cada uno de los dos tipos de reacciones: exotérmica, la combustión del carbón, y endotérmica, la transformación del óxido de hierro en hierro, de forma que el calor producido en una se utiliza en la otra.
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Reacciones endo y exotérmicas

En las reacciones exotérmicas se libera energía cuando se producen, habitualmente en forma de calor, mientras que las reacciones endotérmicas necesitan energía para producirse.