Le reazioni chimiche si verificano a causa del riarrangiamento di molecole di due o più sostanze (reagenti) per formare sostanze di nuova formazione chiamate prodotti. Il riarrangiamento di queste molecole porta alla rottura o alla formazione di legami che provocano cambiamenti nel calore assorbito o rilasciato. In base all'energia rilasciata, le reazioni chimiche possono essere classificate come esotermiche, endotermiche, esoergoniche o endogene.
Esotermico vs esoergonico
La differenza tra la reazione esotermica e la reazione esotermica è che la reazione esotermica si occupa del cambiamento di entalpia in qualsiasi processo chimico misurato in termini di calore in un sistema chiuso, mentre le reazioni esotermiche si occupano del cambiamento di energia libera di qualsiasi reazione chimica chiamata energia libera di Gibbs. Entrambi sono reazioni di rilascio; tuttavia, il tipo di energia è diverso.
In termodinamica, una reazione esotermica è una reazione che rilascia energia. Durante il processo di una reazione esotermica, l'energia viene rilasciata sotto forma di calore. Il calore viene rilasciato poiché l'entalpia (energia interna in una data pressione e volume o semplicemente calore totale di un sistema) dei reagenti è maggiore dei prodotti, l'energia viene rilasciata sotto forma di calore per la stabilità chimica.
In termodinamica, una reazione esoergonica è anche una reazione che rilascia energia. Durante il processo di una reazione esoergonica, l'energia viene rilasciata sotto forma di energia libera di Gibbs. Quindi l'energia rilasciata si misura anche in termini di variazione di entropia (energia non disponibile per fare lavoro). Quindi l'energia rilasciata aiuta a svolgere un po' di lavoro e dà stabilità alla reazione.
Tabella di confronto tra esotermica ed esoergonica
| Parametri di confronto | esotermico | esoergonico |
| Senso | È una reazione di rilascio del calore. | È una reazione di rilascio di energia. |
| Forma di energia | La forma di energia rilasciata viene riscaldata. | La forma dell'energia rilasciata viene misurata in termini di energia libera di Gibbs o variazione di entropia. |
| Effetto sull'ambiente circostante | L'energia dell'ambiente circostante viene aumentata dal riscaldamento. | Non ha nulla a che fare con il riscaldamento dell'ambiente circostante. Fino a quando l'energia è disponibile per fare il lavoro, la reazione è fattibile. |
| Energia dei reagenti | È più alto dei prodotti. | È anche superiore a quello dei prodotti. |
| Energia dei prodotti | È inferiore ai reagenti. | È anche inferiore a quello dei reagenti. |
| Cambiamento generale di energia | Nel complesso c'è il rilascio di energia nella reazione. Tutte le reazioni esotermiche sono naturalmente esoergoniche quando l'energia viene rilasciata. | L'energia viene rilasciata, ma la reazione continua solo finché il lavoro con l'energia libera non è terminato. |
| Gibbs Free Energy | ∆G è negativo (viene rilasciata energia). | Anche ∆G è negativo. Di solito, le reazioni esotermiche hanno un ∆G maggiore. |
| Lavoro fatto | Il lavoro non è fatto. | Il lavoro viene svolto sotto forma di variazione di entropia. |
| Esempio | Combustione di combustibili fossili, accensione di una candela ecc. | Respirazione nelle piante e negli animali. (Principalmente reazioni bioenergetiche) |
Cos'è l'esotermico?
Una reazione esotermica è una reazione di rilascio di energia in cui due o più reagenti riorganizzano le loro molecole, formando e rompendo legami chimici rilasciando energia (c'è un cambiamento nell'entalpia anche ∆H è negativo) all'ambiente circostante sotto forma di calore o persino luce. Questo è misurato in termini di Joule (l'unità di calore). Ciò implica che i reagenti hanno un'energia maggiore dei prodotti e mantengono la reazione termodinamicamente stabile. L'energia deve essere rilasciata nell'ambiente circostante sotto forma di calore.
L'energia così rilasciata abbassa l'energia libera di Gibbs del sistema (∆G è negativo), ma l'energia viene rilasciata a seguito della reazione e viene dissipata nell'ambiente circostante. L'unica differenza è che l'ambiente si riscalda. La classificazione delle reazioni sulla base delle reazioni esotermiche ed endotermiche misura solo il calore rilasciato o richiesto per una reazione. Nelle reazioni esotermiche, non è richiesta energia all'inizio della reazione. I reagenti hanno l'energia per reagire da soli.
Il miglior esempio di reazione esotermica è la combustione di qualsiasi materiale. Quando qualsiasi materiale, diciamo il legno, viene bruciato. Il legno reagisce con l'ossigeno nell'aria circostante per formare anidride carbonica e vapore acqueo che vediamo come fumo. Il fuoco è sotto forma di energia rilasciata dai reagenti (legno e ossigeno) ai prodotti. Il fuoco ci fornisce calore e luce. Questa energia chimica viene trasformata con successo in energia meccanica.
Cos'è Exergonic?
Un Exergonic è una reazione di rilascio di energia in cui due o più reagenti riorganizzano le loro molecole, formando e rompendo legami chimici rilasciando energia all'ambiente circostante sotto forma di energia che viene utilizzata per svolgere il lavoro. Viene anche misurato in joule poiché il lavoro svolto è uguale alla quantità di energia utilizzata per eseguire il lavoro.
L'energia così rilasciata abbassa l'energia libera di Gibbs del sistema (∆G è negativo), ma l'energia rilasciata viene utilizzata per fare del lavoro spontaneamente (il che significa che c'è anche un cambiamento nell'entropia). ∆H rimane negativo. Non è necessaria alcuna energia esterna per avviare la reazione.
Il miglior esempio di reazioni esoergoniche si trova nelle reazioni bioenergetiche come la respirazione cellulare, il catabolismo, il metabolismo delle sostanze alimentari e simili. In media, durante il processo di respirazione cellulare, il glucosio viene scomposto in acqua e anidride carbonica con l'aiuto dell'ossigeno. Questo rilascia energia che viene utilizzata per formare molecole di ATP che guidano il funzionamento del corpo. Quindi è un processo spontaneo di rilascio di energia.
Principali differenze tra esotermico ed esoergonico
Conclusione
Sebbene entrambe le reazioni esotermiche ed esoergoniche siano simili al loro cambiamento di energia libera di Gibbs e al cambiamento di entalpia (∆G e ∆H sono entrambi negativi) ed entrambi hanno energia sufficiente per attraversare la sua barriera energetica di attivazione, ma esiste una piccola differenza nell'energia che rilasciano.
Mentre il primo rilascia energia ridondante, il secondo sfrutta al massimo l'energia rilasciata e continua solo fino a quando il lavoro è terminato, mentre le reazioni esotermiche continuano fino a quando i reagenti non sono completamente convertiti in prodotti. Un'attenta osservazione della reazione e dei loro prodotti finali deve essere eseguita per comprendere la differenza tra i due tipi di reazioni.
