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Proceso endotérmico

Un proceso endotérmico es un proceso químico o físico que absorbe calor de su entorno. [1] En términos de termodinámica y termoquímica , es un proceso termodinámico con un aumento de la entalpía H (o energía interna U ) del sistema. [2] En un proceso endotérmico, el calor que absorbe un sistema es transferencia de energía térmica al sistema. Por lo tanto, una reacción endotérmica generalmente conduce a un aumento de la temperatura del sistema y una disminución de la del entorno. [1]

El término fue acuñado por el químico francés del siglo XIX Marcellin Berthelot . [3] El término endotérmico proviene del griego ἔνδον ( endon ) que significa 'dentro' y θερμ- ( therm ) que significa 'caliente' o 'tibio'. [4]

Un proceso endotérmico puede ser un proceso químico, como disolver nitrato de amonio ( NH 4 NO 3 ) en agua ( H 2 O ), o un proceso físico, como la fusión de cubitos de hielo . [5]

El opuesto de un proceso endotérmico es un proceso exotérmico , que libera o "emite" energía, generalmente en forma de calor y, a veces, como energía eléctrica . [1] Por lo tanto, endo en endotérmico se refiere a la energía o calor que entra, y exo en exotérmico se refiere a la energía o calor que sale. En cada término (endotérmico y exotérmico), el prefijo se refiere a dónde va el calor (o la energía eléctrica) a medida que ocurre el proceso. [6]

En química

La formación de tiocianato de bario a partir de tiocianato de amonio e hidróxido de bario es tan endotérmica que puede congelar un vaso de precipitados o humedecer el poliestireno.

Debido a la formación y ruptura de enlaces durante diversos procesos (cambios de estado, reacciones químicas), suele haber un cambio de energía. Si la energía de los enlaces que se forman es mayor que la energía de los enlaces que se rompen, entonces se libera energía. Esto se conoce como reacción exotérmica. Sin embargo, si se necesita más energía para romper los enlaces que la energía que se libera, se absorbe energía. Por lo tanto, es una reacción endotérmica . [7]

Detalles

El que un proceso pueda ocurrir espontáneamente depende no solo del cambio de entalpía sino también del cambio de entropía ( S ) y de la temperatura absoluta T . Si un proceso es un proceso espontáneo a una cierta temperatura, los productos tienen una energía libre de Gibbs menor G = HTS que los reactantes (un proceso exergónico ), [2] incluso si la entalpía de los productos es mayor. Por lo tanto, un proceso endotérmico generalmente requiere un aumento de entropía favorable ( S > 0 ) en el sistema que supere el aumento desfavorable de entalpía de modo que todavía G < 0 . Si bien las transiciones de fase endotérmicas a estados más desordenados de mayor entropía, por ejemplo, fusión y vaporización, son comunes, los procesos químicos espontáneos a temperaturas moderadas rara vez son endotérmicos. [8] El aumento de entalpía H ≫ 0 en un proceso fuertemente endotérmico hipotético generalmente resulta en G = ∆ HTS > 0 , lo que significa que el proceso no ocurrirá (a menos que sea impulsado por energía eléctrica o fotónica). Un ejemplo de un proceso endotérmico y exergónico es

.

Ejemplos

Distinción entre endotérmico y endotermo

Los términos "endotérmico" y "endotermo" derivan del griego ἔνδον endon "dentro" y θέρμη thermē "calor", pero dependiendo del contexto, pueden tener significados muy diferentes.

En física, la termodinámica se aplica a los procesos que involucran a un sistema y sus alrededores, y el término "endotérmico" se utiliza para describir una reacción en la que la energía es absorbida "dentro" del sistema (en comparación con una reacción "exotérmica", que libera energía "hacia afuera"). [12] [13]

En biología, la termorregulación es la capacidad de un organismo para mantener su temperatura corporal, y el término " endotermo " se refiere a un organismo que puede hacerlo desde "adentro" utilizando el calor liberado por sus funciones corporales internas (frente a un " ectotermo ", que depende de fuentes de calor ambientales externas) para mantener una temperatura adecuada. [14]

Referencias

  1. ^ abc «17.3: Procesos exotérmicos y endotérmicos». Chemistry LibreTexts . 2016-06-27 . Consultado el 2024-06-26 .
  2. ^ ab Oxtoby, D. W; Gillis, HP, Butler, LJ (2015). Principio de la química moderna , Brooks Cole. pág. 617. ISBN 978-1305079113 
  3. ^ Sutton, Mike (1 de marzo de 2007). «Química para el bien común». Chemistry World . Consultado el 26 de junio de 2024 .
  4. ^ "endotérmico | Etimología de endotérmico por etymonline". www.etymonline.com . Consultado el 28 de junio de 2024 .
  5. ^ Lu, Jue Xi; Tupper, Connor; Gutierrez, Alejandra V.; Murray, John (2024), "Bioquímica, disolución y solubilidad", StatPearls , Treasure Island (FL): StatPearls Publishing, PMID  28613752 , consultado el 28 de junio de 2024
  6. ^ "Reacciones endotérmicas y exotérmicas" (PDF) . Ashrae . Consultado el 28 de junio de 2024 .
  7. ^ "Reacciones exotérmicas y endotérmicas". Fundamentos de energía para química de secundaria . Sociedad Química Estadounidense . Consultado el 11 de abril de 2021 .
  8. ^ "Ejemplos de reacciones endotérmicas espontáneas - Ejemplos de química" www.chemicool.com . Consultado el 28 de junio de 2024 .
  9. ^ "Nucleosíntesis galáctica: el inicio de la producción de elementos en nuestra galaxia". Artículos de investigación . 2017-05-15 . Consultado el 2024-06-28 .
  10. ^ Austin, Patrick (enero de 1996). "Tritio: efectos ambientales, sanitarios, presupuestarios y estratégicos de la decisión del Departamento de Energía de producir tritio". Instituto de Investigación Energética y Ambiental . Consultado el 15 de septiembre de 2010 .
  11. ^ Qian, Y.-Z.; Vogel, P.; Wasserburg, GJ (1998). "Diversas fuentes de supernova para el proceso r". Astrophysical Journal 494 (1): 285–296. arXiv :astro-ph/9706120. Bibcode :1998ApJ...494..285Q. doi :10.1086/305198.
  12. ^ "5.2: La primera ley de la termodinámica". Chemistry LibreTexts . 2014-11-18 . Consultado el 2024-06-28 .
  13. ^ "Significado de endotérmico en inglés". Diccionario Cambridge . Cambridge University Press.
  14. ^ "Endotermia | Homeotermia, Termorregulación, Metabolismo | Britannica". www.britannica.com . Consultado el 28 de junio de 2024 .

Enlaces externos