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Ch12act5

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  1. 1. Cool Chemistry Show Platicando Sobre Química REACCIONES ENDOTÉRMICAS Y EXOTÉRMICAS Un proceso es descrito como endotérmico cuando la energía de calor es absorbida, aumentando la energía interna del sistema. Un ejemplo de reacción endotérmica es la bolsa fría que hiciste de nitrato de amoniaco. Otro ejemplo es la descomposición del clorato de potasio. En esta reacción, la energía se debe añadir al sistema de manera que ocasione la descomposición del clorato de potasio para formar los productos de gas de oxígeno y clorato de potasio. Si tocas un envase que tiene un proceso endotérmico, se sentirá frío al tacto. Un proceso exotérmico resulta cuando la energía de calor es liberada, disminuyendo la energía interna del sistema. Si tocas un envase que sostiene el proceso exotérmico, se sentirá tibio o caliente al tacto. Un ejemplo de una reacción exotérmica es la bolsa caliente que hiciste de carbonato de sodio. Otro ejemplo fue la combinación de la solución de hidróxido de sodio con ácido clorhídrico. Esta reacción produce cloruro de sodio y agua y libera la energía al ambiente. Los términos endotérmico y exotérmico se pueden usar cuando se describen ambos cambios físicos y químicos. ¿Por qué es la energía tan importante? Para que una reacción química suceda, las partículas (reactantes) envueltas en la reacción deberán interactuar. No todas las colisiones resultan en reacciones químicas. Las partículas envueltas deberán tener suficiente energía para permitirle reaccionar entre ellas. Las partículas que chocan deberán tener Reacción exotérmica suficiente energía cinética para romper las uniones existentes de manera que nuevas uniones se formen. La energía (Energía de activación) mínima requerida para una reacción Ea C6H12O6 + 6O2 química es la energía de activación. El rompimiento de las uniones es unP.E. H proceso endotérmico y requiere se le (Calor de reacción) añada energía y la formación de uniones 6 CO2 + 6H2O es un proceso exotérmico y requiere la liberación de energía. (Recordatorio de física: la energía cinética es la energía del Reacción coordenada movimiento KE ϭ1/2mv2.) 804 Active Chemistry
  2. 2. Activity 5 Chemical EnergyCuando más energía es liberadaen forma de producto que laque es absorbida para romperlas uniones de los reactantes, la Reacción endotérmicareacción se dice ser exotérmica,como se muestra en la gráfica.Una reacción química en la cualla energía es liberada se llama C6H12O6 + 6O2exotérmica. El prefijo exo Ea (energía de activación)significa salida y térmico significa H (Calor de reacción) 6CO2 + 6H2Ocalor o energía. P.E.Las células en tu cuerpo utilizanglucosa para conseguir energíapara la respiración celular. La glucosa más el oxígeno (de la respiración) te proveeenergía.C6H12O6 ϩ 6O2 → 6CO2 ϩ 6H2O ϩ energiaCuando se necesita más energía para romper las uniones de los reactantes que laque se ha dado para formar las uniones en los productos, se dice que la reacciónes endotérmica –una reacción química en la cual la energía es absorbida, según semuestra en la segunda gráfica. En algunas reacciones endotérmicas, la energíadeberá ser añadida de manera que la reacción ocurra.En el proceso de la fotosíntesis, las plantas usan energía de la luz para romper lasuniones de dióxido de carbono y agua para así formar los productos de la glucosay el oxígeno. La glucosa producida hace que las plantas crezcan y la reacción también provea a los animales con oxígeno: 6CO2 ϩ 6H2O ϩ energía de luz → C6H12O6 ϩ 6O2 Conservación de energía La transferencia de energía es una característica importante en todos los cambios químicos. La energía es transferida si la reacción química toma lugar en el cuerpo humano, como el metabolismo de los carbohidratos, o en un automóvil, como la combustión de gasolina. En ambos casos, la energía es liberada en sus alrededores. La fotosíntesis que ocurre en las plantas vivas y la descomposición de agua en hidrógeno y oxígeno, ambos remueven energía de los alrededores. De acuerdo a laley de conservación de energía, la energía absorbida de los alrededores o 805 Active Physical Science
  3. 3. Cool Chemistry ShowRevisando liberada a los alrededores es igual al cambio en la energía del sistema.1. 1. Describe una La energía es el más grande de los principios de organización de toda la reacción endotérmica. ciencia. La conservación de energía te permite entender mejor el mundo2. Describe una que te rodea. La energía existe como energía de luz, energía de calor, reacción exotérmica. energía de sonido, energía nuclear, energía cinética, energía química de igual3. Explica si cada una que otras formas. El total de energía en cualquier sistema cerrado se de las siguientes es mantiene igual. En los sistemas de física más simples, es muy fácil describir endotérmica o los cambios de energía. Cuando una bola de boliche se cae, su energía de exotérmica: potencial de gravitación se convierte en energía cinética según la bolaa) rompimiento de aumenta su velocidad. Luego que la bola toca el piso, la energía cinética se uniones convierte en energía de sonido (escuchas el estruendo) y energía de calorb) formación de uniones (puedes medir la temperatura que aumenta de la bola y el piso) y la4. Distingue entre calor compresión y vibraciones del piso. Cada una de éstas se puede medir y y temperatura. siempre se encuentra que el total de la energía antes del evento es igual al total de energía después del evento. Cuando se envuelve un ser humano, notas otras interacciones de energía. Una persona puede comer comida y digerirla. La energía liberada al quemarse lentamente la comida (metabolismo) es capaz de mantener el cuerpo a una temperatura de aproximadamente 37°C.Todas las cosas no-vivientes en un cuarto se enfrían a temperatura ambiente, los humanos pueden mantenerse tibios en un cuarto con un ambiente de 22°C. La gente también usa la energía de la comida que ingieren para mover músculos, mantener el corazón bombeando y para la operación de todas las funciones humanas. Los organismos vivientes son excelentes sistemas de conversión de energía. Calor y temperatura Ambos calor y temperatura han sido mencionados en esta actividad. Es importante notar que el calor y la temperatura no son lo mismo, aunque están relacionadas. El calor es una forma de energía. Cuando dos materiales de diferentes temperaturas interactúan, intercambian energía de calor hasta que llegan a la misma temperatura. La temperatura es un número asociado con cuán caliente o frío algo está. En un nivel molecular, la temperatura está relacionada al promedio de energía cinética de los átomos en el material. Todas las partículas en un material están en un estado constante de movimiento. La temperatura del material es una medida del movimiento molecular. Si la energía cinética de las partículas aumenta, la temperatura La temperatura se puede definir como la medida promedio de la energía cinética de todas las partículas de una sustancia. 806 Active Chemistry
  4. 4. Activity 5 Chemical Energy Un termómetro es un instrumento que mide temperatura. El calor es la transferencia de energía, la cual resulta a menudo en un cambio en la energía cinética de las partículas – un cambio en la temperatura del sistema. Practicando la Química1. Identifica los siguientes cambios como endotérmicos o exotérmicos. (Pregúntate si la reacción requiere que se añada energía de calor para que ésta ocurra o si libera energía en forma de calor.) a) derritiendo hielo b) encendiendo una cerilla c) hielo seco se volatiliza en gas de dióxido de carbono d)friendo un huevo e) quemando gasolina f) explosión de gas de hidrógeno2. El agua de una tetera se calienta en una estufa. La temperatura del agua aumenta. ¿Es esto un proceso endotérmico o exotérmico?3. Si una pieza de hierro al rojo vivo se deja caer en un cubo de agua, ¿qué tipo de cambio de calor toma lugar en referencia al agua? ¿Qué tipo de cambio de calor toma lugar en referencia al hierro?4. Explica en términos del flujo de energía cómo una bolsa fría trabaja en un tobillo lastimado.5. Si el hielo está a –20°C y le aplicas calor sentando un vaso de precipitación de hielo en un plato caliente, explica por qué el hielo no parece estar derritiéndose. 807 Active Physical Science

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