Reazioni esotermiche
La gran parte delle reazioni chimiche sono esotermiche, cioè liberano nell’ambiente calore, è tipica la combustione degli idrocarburi, oppure la combustione del glucosio nelle cellule. La reazioni esotermiche sono solitamente spontanee. L’aumento di temperatura sfavorisce le reazioni esotermiche.
Esempio prendiamo 25 cc di acqua distillata, vi aggiungiamo 2 gr di idrossido di sodio NaOH, la temperatura da 20°C sale a 35°C.
Esempio prendiamo 3 grammi di olio, vi aggiungiamo 10 cc di acido solforico H2SO4, la temperatura da 20°C sale a 42 °C.
Esempio: 2 Al + Fe2O3 > 2 Fe + Al2O3, ha liberato calore, infatti ΔH diminuisce: -851 kJ/mole.
Stranamente ci sono reazioni spontanee ed endoergoniche: NH4Cl + H2O > NH4 + Cl e ΔH scresce: +15 kJ/mole.
Infatti le reazioni spontanee rilasciano sempre energia, ma non sempre calore.
La liberazione del fosfato dalla fosfocreatina è esoergonica
Facciamo l’esempio della fosfocreatina che libera un fosfato e dell’energia per formare l’ ATP:
fosfocreatina + H2O > creatina + fosfato + energia, è una reazione esoergonica: delta G -43kJ/mole (Gibbs).
Reazioni endotermiche
Le reazioni chimiche endotermiche sottraggono calore dall’ambiente, che così si raffredda.
Le reazioni chimiche endotermiche spontanee sono rare.
L’aumento di temperatura favorisce le reazioni endotermiche.
Esempio di reazione endotermica prendiamo 15 cc di acqua distillata, vi aggiungiamo 5 gr di tiosolfato di sodio Na2S2O3, la temperatura da 20°C scende a 12 °C.
Se passiamo un batuffolo di cotone imbevuto d’alcol, sentiamo la pelle raffreddarsi, la stessa cosa succede con l’evaporazione dell’etere.
L’acido citrico che reagisce con il bicarbonato di sodio, il cloruro di ammonio (NH4Cl) disciolto in acqua.
E poi in tutti i casi in cui si riscalda la reazione: come cucinare. Ma se riscaldo non è più spontanea.
Ma cos’hanno di speciale queste reazioni ?
In queste reazioni aumenta il disordine degli atomi.
La produzione di ATP è endoergonica
Le 43 kJ/m sono sufficienti a legare il fosfato all’ADP, infatti l’energia necessaria per legare il fosfato all’ADP è di sole 30,5 kJ/m a condizioni standard: T 25°C, 1 ATM, 1 molarità, pH 7. Quest’ultima è endorgonica.
Legami a seguito delle reazioni
Nelle reazioni esotermiche si formano molecole più stabili con legami più forti,
invece nelle reazioni endotermiche si formano molecole più instabili, con legami più deboli.
Tabella delle reazioni
| ∆H | ∆S | ∆G | Previsione sulla reazione |
| – | + | – | sempre spontanea |
| + | + | + o – | spontanea ad alte temperature |
| – | – | + o – | spontanea a basse temperature |
| + | – | + | mai spontanea |