Procesos endotérmicos

Proceso endotérmico descompuesto en factores primos

No siempre somos conscientes de cuántas reacciones químicas diferentes hay en el mundo. Entre ellos, algunos son procesos endotérmicos . Para llevarlos a cabo, es necesario proporcionar la cantidad adecuada de energía , la mayoría de las veces en forma de calor. Por lo tanto, los procesos endotérmicos no ocurren espontáneamente; pueden iniciarse aplicando energía al sistema. A menudo, los procesos endotérmicos también se denominan procesos endoenergéticos . En el proceso, la entalpía del sistema cambia (finalmente, la entalpía de los productos de reacción tiene un valor mayor que la entalpía de los reactivos). A menudo se baja la temperatura del sistema. Este fenómeno se puede observar fácilmente, por ejemplo, realizando las denominadas mezclas refrigerantes. Son mezclas de sustancias específicas (con la proporción másica adecuada), que al formar una solución, absorben energía del ambiente y provocan el descenso de la temperatura. Un ejemplo de mezcla refrigerante es la combinación de agua con cloruro de amonio en la proporción 10:3.

Proceso endotérmico versus proceso exotérmico

Los procesos endotérmicos y los procesos exotérmicos ( endoenergéticos y exergónicos , respectivamente) son dos tipos de reacciones durante las cuales cambia la energía del sistema. A diferencia de los procesos endotérmicos, los procesos exotérmicos liberan energía del sistema en forma de calor . Los procesos exotérmicos pueden ocurrir espontáneamente. Se caracterizan por una disminución de la entalpía debido a la pérdida de calor hacia el medio ambiente. Un ejemplo clásico de una reacción exotérmica es la combustión de, por ejemplo, gas en una estufa, o el uso del proceso exotérmico en pequeños calentadores de gel.

Proceso endotérmico – ejemplos

Fotosíntesis

La fotosíntesis es un excelente ejemplo de una reacción endotérmica en la vida diaria. Es uno de los procesos bioquímicos más importantes de la Tierra. Este proceso proporciona oxígeno y compuestos orgánicos siendo una fuente de energía para animales y humanos. En pocas palabras, la fotosíntesis es el proceso por el cual el agua y el dióxido de carbono se convierten en oxígeno y glucosa. Esta reacción tiene lugar con la participación de la energía luminosa. Se suministra energía luminosa al sistema de reacción, que es un elemento característico de una reacción endotérmica. Sin el suministro de energía del sol, la fotosíntesis no ocurre.

Hielo derritiendose

El derretimiento del hielo, es decir, la transferencia de moléculas de agua de una fase sólida (hielo) a una líquida (agua líquida), es un ejemplo de transición de fase. Por efecto de la energía, se trata de una transición endotérmica, es decir, se produce con la absorción de energía del ambiente. La energía del exterior (en este caso la temperatura por encima de 0 ᵒC) es necesaria para iniciar el fenómeno de fusión.

Sublimación de dióxido de carbono sólido

La sublimación, como la fusión, es una transición de fase. En el caso de la sublimación, un sólido cambia directamente a la fase de vapor (omitiendo la fase líquida). La sublimación del dióxido de carbono sólido (conocido popularmente como hielo seco) se produce según el mecanismo de transformación endoenergética. Durante la sublimación del hielo seco, es decir, su transición directamente a dióxido de carbono gaseoso, se absorbe una gran cantidad de energía del entorno.

horneado de pasteles

La producción de bollería casera es una excelente oportunidad para observar la reacción endotérmica. Uno de los ingredientes de una masa típica, es decir, el polvo de hornear, consiste, entre otros, en bicarbonato de amonio. Al poner la torta en el horno, le proporcionamos calor. Bajo su efecto, el bicarbonato de calcio comienza a descomponerse en componentes gaseosos y así la torta se eleva. Durante tal reacción, el cambio de entalpía es positivo, por lo que es una transición endotérmica.

Procesos endotérmicos en la industria.

Producción de hidrógeno

El hidrógeno se conoce a menudo como el combustible del futuro. Hay mucho de verdad en esa afirmación. Actualmente, se obtiene a escala industrial mediante reformado con vapor de metano. El reformado con vapor de metano consiste en hacer reaccionar esta materia prima con vapor de agua. Una reacción fuertemente endotérmica, tiene lugar a altas temperaturas de 650–900 ᵒC. Como resultado de este proceso se obtiene una mezcla de hidrógeno y monóxido de carbono, denominada gas de síntesis. Luego, el hidrógeno se puede extraer utilizando una técnica conocida como adsorción por cambio de presión, o PSA para abreviar.

Producción de cal viva

En la industria, la cal viva, es decir, el óxido de calcio (II), se obtiene quemando piedra caliza (roca de carbonato de calcio). Es un proceso reversible y endotérmico. Como resultado de la quema (disociación térmica) de calizas en hornos de cuba, no solo se obtiene cal viva, sino también dióxido de carbono. Ambos productos se utilizan, por ejemplo, en plantas de soda. El dióxido de carbono es necesario para la carbonización de la salmuera, mientras que la cal viva se usa para producir hidróxido de calcio, que luego se dirige a la purificación de la salmuera.