Reacciones endergónicas, exergónicas, exotérmicas y endotérmicas | Khan Academy en Español

Summary

El guion explora conceptos de energía en reacciones químicas, diferenciando entre exotérmico y endotérmico, y exergónico y endergónico. Expone que reacciones exotérmicas liberan calor y son espontáneas si aumentan la entropía, mientras que endotérmicas absorben calor y su espontaneidad depende de la temperatura y la entropía. La energía libre de Gibbs (ΔG) es clave para determinar si una reacción es espontánea, relacionando el cambio en entalpía (ΔH) con el cambio en entropía (ΔS) y la temperatura. Ejemplos ilustran cómo la temperatura y la entropía afectan la probabilidad de que una reacción ocurra en una dirección u otra.

Takeaways

• 🔥 La palabra 'exotérmico' se refiere a una reacción que libera calor, implicando un cambio negativo en la entalpía (ΔH < 0).
• 🌡️ El término 'endotérmico' indica una reacción que absorbe calor, lo que resulta en un aumento de la entalpía después de la reacción (ΔH > 0).
• 🛠️ 'Exergónico' describe una reacción que libera energía en forma de trabajo, mientras que 'endergónico' se refiere a una reacción que absorbe energía para realizar trabajo.
• 📚 La energía libre de Gibbs (ΔG) es una medida de si una reacción es espontánea, considerando cambios en entalpía y entropía a temperatura constante.
• ✂️ La fórmula para el cambio en la energía libre de Gibbs es ΔG = ΔH - TΔS, donde T es la temperatura en Kelvin y ΔS es el cambio en entropía.
• 🔄 Una reacción exergónica con ΔG < 0 es considerada espontánea, ya que libera energía en forma de trabajo.
• 🔄 Una reacción endergónica con ΔG > 0 no es espontánea, ya que requiere la absorción de energía en forma de trabajo.
• 🌡️ La temperatura juega un papel crucial en la espontaneidad de las reacciones, afectando la relación entre entalpía, entropía y la energía libre de Gibbs.
• 🤔 A altas temperaturas, las reacciones que absorben calor pueden ser espontáneas si aumentan la entropía suficientemente.
• 🔄 En reacciones exotérmicas y exergónicas, la energía se libera tanto en forma de calor como de trabajo, y usualmente son espontáneas.
• 🔄 En reacciones endotérmicas y endergónicas, la energía se absorbe, y a menos que la entropía aumente significativamente, las reacciones no son espontáneas.

Q & A

¿Qué significa la palabra 'exotérmico' en el contexto de las reacciones químicas?

La palabra 'exotérmico' se refiere a una reacción química que libera calor. Esto se debe a que la entalpía (cambio en la energía térmica) es negativa, lo que indica que hay menos energía térmica después de la reacción que antes.

¿Cómo se relaciona el cambio en entalpía con la cantidad de calor absorbido o liberado en una reacción química?

El cambio en entalpía (ΔH) puede verse como la cantidad de calor que se absorbe o se libera durante una reacción química. Un cambio negativo en la entalpía indica que se está liberando calor, mientras que un cambio positivo indica que se está absorbiendo calor.

¿Qué prefijo tiene la palabra 'endotérmico' y qué significa?

La palabra 'endotérmico' tiene el prefijo 'endo', que significa que es un proceso que absorbe calor. Esto implica que la entalpía después de la reacción es más alta que antes de la reacción.

¿Qué es una reacción exergónica y cómo se relaciona con la energía en forma de trabajo?

Una reacción exergónica es aquella que libera energía en forma de trabajo. La palabra proviene de 'ergonómico', que significa que es bueno para el trabajo. En términos químicos, una reacción exergónica tiene un cambio en la energía libre de Gibbs (ΔG) menor que cero, lo que indica que la reacción es espontánea y libera energía.

¿Qué es una reacción endergónica y cómo se relaciona con la energía en forma de trabajo?

Una reacción endergónica es aquella que absorbe energía en forma de trabajo. Esto significa que la reacción requiere energía para ocurrir y, en general, tiene un cambio en la energía libre de Gibbs (ΔG) mayor que cero, lo que indica que no es espontánea.

¿Cómo se define la energía libre de Gibbs y cómo se relaciona con la espontaneidad de una reacción?

La energía libre de Gibbs (ΔG) se define como el cambio en la entalpía (ΔH) menos la temperatura multiplicado por el cambio en la entropía (ΔS). Si ΔG es menor que cero, la reacción es espontánea, y si es mayor que cero, la reacción no es espontánea.

¿Qué es la entropía y cómo se relaciona con la energía cinética y el potencial entre moléculas?

La entropía es una medida de la desorden en un sistema. A nivel microscópico, se relaciona con la energía cinética (movimiento) y la energía potencial entre las moléculas. Una mayor entropía indica más desorden y una distribución más dispersa de energía.

¿Por qué una reacción exotérmica puede ser espontánea si libera energía y aumenta la entropía?

Una reacción exotérmica es espontánea si libera energía y aumenta la entropía porque, según la fórmula de la energía libre de Gibbs, la suma de un cambio negativo en entalpía y un cambio positivo en entropía (multiplicado por la temperatura) resulta en un ΔG negativo, lo que indica espontaneidad.

¿Por qué una reacción endergónica puede ser espontánea a altas temperaturas a pesar de absorber calor?

Aunque una reacción endergónica absorbe calor, puede ser espontánea a altas temperaturas si el aumento en entropía es suficientemente grande para que el término de entropía en la fórmula de la energía libre de Gibbs supere el cambio en entalpía, resultando en un ΔG negativo.

¿Cómo se relaciona la temperatura con la espontaneidad de una reacción química?

La temperatura es un factor crítico en la espontaneidad de una reacción química. A temperaturas más altas, la entropía adquiere más importancia y puede compensar un cambio positivo en entalpía, haciendo que una reacción endergónica sea espontánea. A temperaturas bajas, la entropía tiene menos influencia y la espontaneidad depende más del cambio en entalpía.

¿Por qué una reacción que absorbe calor y reduce la entropía no es espontánea?

Una reacción que absorbe calor y reduce la entropía no es espontánea porque, según la fórmula de la energía libre de Gibbs, el cambio en entalpía positivo y el cambio en entropía negativo (multiplicado por la temperatura) resultan en un ΔG positivo, lo que indica que la reacción no es espontánea.