Energía de reacción

Energía de reacción ¿Qué es?

Por: Mou D. Khamlichi
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En cualquier tipo de reacción, la energía se propaga o se absorbe, por lo general, en modo de energía calórica o lumínica. Se trata de la Energía de Reacción que ocurre al romper enlaces químicos y crearse nuevos.

Como apreciación arbitraria, se comprende por signo negativo a un tipo la energía de reacción exotérmica en la cual se pierde energía. En cambio, el signo positivo se le adjudica a la reacción endotérmica en la que el sistema tiene la cualidad de ganar energía.

¿Qué es la energía de reacción?

En palabras simples, se puede conceptualizar como energía de reacción a aquella que se obtiene a partir de la absorción o transferencia total de energía en una reacción.  Este tipo de energía destaca por contar con diversos tipos de clasificaciones que varían con respecto a algunos criterios.

¿Cómo se clasifica la energía de reacción?

La energía de reacción se puede categorizar en diversos grupos teniendo en consideración algunos aspectos importantes. A continuación, se describen cada una de estas categorías.

De acuerdo con criterios energéticos

Exotérmicos

Consiste en el tipo de energía que se propaga a partir de la creación de nuevos enlaces. Sucede cuando dicha energía es mucho mayor que la que se pierde cuando los enlaces se rompen. Como se destaca antes, la liberación o pérdida de energía se asocia con un signo negativo.

 Endotérmicos

En este caso la energía que es absorbida por parte de los enlaces que se han roto es superior a la energía que liberan los nuevos enlaces. La absorción de energía se vincula consigo positivo.

Energía de reacción

Clasificación de la energía de reacción de acuerdo con su procedencia

Reacción química

El concepto de una reacción química es bastante sencillo. Las uniones químicas que se encuentran en el interior de los átomos se rompen y se crean nuevos enlaces a partir de ellos.

En esta etapa participan dos tipos de compuestos. En primer lugar, se encuentran los reactivos y luego que se lleva a cabo la reacción, se consigue el producto.

En términos mucho más comprensibles, se conoce como reacción química a todo proceso termodinámico en el cual se produzca un cambio en la materia.

Cualquier tipo de reacción química causa en el cuerpo una modificación química. En este proceso, la materia sufre cambios tanto estructurales como moleculares. Los cambios químicos, generalmente, causan el surgimiento de sustancias nuevas diferentes a las que se tenían antes de iniciar con el proceso de reacción.  

La particularidad de las reacciones químicas es que pueden ocurrir de modo espontáneo en la naturaleza sin que haya participación humana en ello o también se pueden generar de forma artificial.

Muchos de los materiales que se usan en la actualidad se obtienen en las industrias por medio de sustancias simples que se mezclan a través de una o más reacciones químicas.

 Características de la reacción química

Las reacciones químicas se caracterizan por tratarse de procesos que no pueden ser revertidos. Es decir, implican la creación o ruptura de enlaces químicos de los átomos que impiden que la materia pueda volver a su estado inicial.

En una reacción química el cuerpo pasa por cambios profundos. No obstante, en algunos casos no es posible evidenciar esta modificación a simple vista. A pesar de esto, las magnitudes de los reactivos son medibles por medio de la estequiometría.

Por otra parte, una reacción química crea productos específicos de acuerdo con el origen de los reactivos involucrados. Además, depende también de las circunstancias en las que se lleve a cabo la reacción.

Otro aspecto importante a destacar de la reacción química es la rapidez con la que se producen. El manejo de la velocidad de las reacciones químicas es de vital importancia para su aplicación en el ámbito industrial.

Un ejemplo claro de esto, se evidencia en los catalizadores. Este tipo de sustancia tiene como función principal incrementar la rapidez con la que se lleva a cabo una reacción química. Estos compuestos no tienen participación como tal en las reacciones, simplemente se encargan de regular la velocidad con la que sucede el proceso.

Velocidad de reacción

En el caso de una reacción química, la velocidad puede ser lenta o rápida de acuerdo con diversos aspectos. Esta variante se le conoce como la cinética química. Así pues, la aceleración de la reacción que define la velocidad con la cual se lleva a cabo una reacción química se conceptualiza como la cantidad de lunares de un compuesto modificado por unidad de tiempo.

Reacción eléctrica o corriente eléctrica

Este tipo de reacción se define como el flujo de electricidad que pasa a través de un objeto o material conductor por un lapso de tiempo determinado. Este proceso tiene su origen gracias al movimiento de electrones que se encuentran orbitando en el núcleo de las moléculas que constituyen al conductor.

Este desplazamiento de partículas comienza a partir del momento en el cual ambos polos del canal conductor reciben la aplicación de una tensión externa, como una pila, por ejemplo. Este tipo de tensión causa que se cree un campo de electricidad sobre el cual los electrones son atraídos por tener carga negativa.

Para que se pueda dar la reacción eléctrica se necesita de material que posea una gran fracción de electrones libres. Esto quiere decir que estén posicionados en torno al núcleo del átomo y, por consiguiente, vulnerables de poder moverse al estar atraídos con gran potencia por este.

Con base en ellos, es posible diferenciar materiales semiconductores, conductores, y aislantes. Estas definiciones se aplican considerando la cualidad de cada material para ser transmisor de electricidad en mayor o menor escala.

Reacción nuclear

Una reacción nuclear es un proceso que consiste en mezclar y alterar el núcleo de una molécula y las partículas que la constituyen.  Por medio de este tipo de procedimientos, los núcleos adquieren la posibilidad de dividirse o combinarse por medio de la liberación o absorción de energía en relación con cada escenario.

Una reacción nuclear puede generar la creación de diversos tipos de elementos. Una vez que los núcleos se dividen, la energía de reacción que se presenta se conoce como fisión nuclear. En el caso opuesto, si los núcleos se combinan, se está en presencia de fusión nuclear.

Por otro lado, en el caso de que la reacción nuclear necesite de energía externa para poder producirse, se le define como reacción endotérmica. Si en el transcurso del procedimiento segrega energía, se está en presencia de una reacción nuclear exotérmica.

En líneas generales, el análisis de este tipo de reacción es fundamental para la humanidad. Por medio de reacciones nucleares, se pueden obtener grandes niveles energéticos que se emplean posteriormente en la elaboración de electricidad.

Además, la reacción nuclear es la pieza clave en las conocidas bombas nucleares que cuentan con una capacidad destructiva de alto nivel.

Considerando la cantidad de energía que se puede propagar, las reacciones nucleares son verdaderamente peligrosas. Por ello, muchas personas a nivel mundial se muestran en contra de la existencia de plantas de tratamiento nuclear.

Reacción nuclear en serie

Cuando una reacción nuclear se propaga por un lapso de tiempo considerable, se puede definir como una reacción nuclear en serie o cadena. Esto sucede debido a que un neutrón ocasiona la fisión en una molécula. La consecuencia de este fenómeno es la segregación de una gran cantidad de neutrones que continúan causando más fisiones.

El aspecto indispensable para que pueda ocurrir este tipo de reacción es que tan solo uno de los neutrones que se genera por medio de la fisión inicial, adquiera la capacidad de ocasionar más fisiones.

Factores que intervienen en la velocidad de la energía reacción

Origen de los reactivos

Existen compuestos o sustancias que pueden tener reacciones rápidas cuando interactúan entre sí. Por ende, tienen la capacidad de llevar el proceso de reacción de un modo mucho más rápido que aquellas que poseen un nivel de reactividad menor.

Por ejemplo, si se coloca cloro en interacción con iones sódicos, ambos podrán reaccionar velozmente creando entonces una sustancia modificada conocida como cloruro de sodio.

No obstante, si se colocan en contacto dos gases nobles, no será posible que exista relación alguna entre ellos en circunstancias normales, claro está.

Concentración de los reactivos

Para que se lleve a cabo una reacción, debe existir interacción entre los reactivos y tiene que haber fricción. Es importante destacar que cuanto más elevada sea la cantidad de partículas, la cantidad de colisiones que se generen también serán mayores.

En diversos experimentos se ha podido demostrar que la aceleración con la que ocurre una reacción es proporcional al nivel de concentración que posean los reactivos. En tal sentido, si la concentración de los reactivos se multiplica por dos, se puede definir la velocidad de reacción.

Temperatura

La temperatura consiste en la medida del movimiento interior de los objetos. Esto se refiere a la agitación de las partículas en la parte interna de un cuerpo.

A mayor nivel de temperatura, mayor es el movimiento interno. Por ello, la posibilidad de que existan colisiones también incrementa y con ella la velocidad de reacción.  

Catalizadores o inhibidores

Los catalizadores se encargan de hacer posible que el proceso de reacción ocurra de manera más rápida. Sin embargo, es importante destacar que estás sustancias no alteran en lo absoluto el resultado final de la reacción pues son actúa como agentes aceleradores.

Una vez que se logra obtener la reacción, los catalizadores regresan a su estado inicial.

Este tipo de sustancias son utilizadas mayormente en la industria cuando se necesita que un proceso reactivo sea mucho más rápido. En cambio, si se necesita que el proceso sea más lento, se emplean inhibidores.

Principio de energía mínima

Como en cualquier aspecto de la naturaleza, en las reacciones químicas existe también un principio de energía mínima. De acuerdo con este, las estructuras materiales suelen desarrollarse en el sentido en el cual su nivel de energía desciende.

Una esfera cae por medio de una superficie oblicua hasta que logra alcanzar la postura más baja que es la que cuenta con menor proporción energética.

Un resorte al estar presionado se expande para poder lograr un estado de deformación leve y, en consecuencia, la energía acumulada será mínima. En este punto, se genera una reacción química en la menor escala de energía.

En ocasiones puede ocurrir que debido a que la cantidad de energía contenida en los materiales es menor a la de los reactivos, la estructura en cuestión no tiene la capacidad para poder desarrollarse de manera natural, tal y como debería suceder según el principio de energía mínima.

El principio del desorden máximo

De acuerdo con lo que plantea el principio de energía mínima, ningún tipo de reacción endotérmica puede llevarse a cabo de forma natural, debido a que esta modalidad de reacción genera un incremento en la energía estructural.

No obstante, existen reacciones presentes en la naturaleza que, a pesar de ser endotérmicas, si suceden espontáneamente. Esto determina que, aunado a la energía, existe otro factor que condiciona la espontaneidad de una reacción química. Este factor extra es lo que se conoce como el “grado de trastorno” o denominado como entropía.

La entropía está determinada por dos aspectos claves. El primero de ellos, es la cantidad de partículas que participan del proceso. Por otra parte, el segundo aspecto es el estado físico en el cual se encuentra el cuerpo o la estructura expuesta a la reacción.

Así pues, el estado de gas de un cuerpo es el de mayor desorden en comparación con el sólido y el líquido. En tal sentido, requiere de un mayor nivel de entropía.

En conjunto con la capacidad de lograr el estado de energía mínima, las estructuras químicas pueden de forma natural, conseguir el estado de desorden máximo. Ambos aspectos, en conjunto, regulan la modalidad natural en que puede darse una reacción química.

Conclusión

La energía de reacción se trata de aquella que se obtiene a partir de la pérdida o absorción de energía en un proceso reactivo. Este tipo de energía varía de acuerdo con aspectos como el origen de la reacción y sus criterios energéticos.

Referencias

www.zschimmer-schwarz.es/noticias/que-es-una-reaccion-quimica-definicion-ejemplos-y-tipos-de-reacciones-quimicas/

https://tiposdeenergia.win/energia-de-reaccion/


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Mou D. Khamlichi

Mou D. Khamlichi

Autor

El Doctor Mourad es un apasionado de las ciencias y muy especialmente de la que conduce al descubrimiento de nuevos medicamentos para curar enfermedades relacionadas con el sistema nervioso central (la esquizofrenia y el Parkinson) y con la oncología, tratando varios tipos de cánceres tales como el cáncer de páncreas o el cáncer estomacal. Mourad dirige el trabajo de 30 investigadores en la empresa Eurofins-Villapharma desde el año 2008. Junto con su equipo da constante apoyo a las grandes multinacionales farmacéuticas para encontrar nuevos fármacos del siglo XXI. Cualquier persona puede contactar con él a través del formulario de contacto en este sitio web o a través de su perfil profesional de Linkedin.

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