Esempi di processi esotermici includono la combustione di carbone, la formazione di ruggine e la dissoluzione di calce viva in acqua. D'altra parte, alcuni processi endotermici includono la dissoluzione del cloruro di ammonio in acqua e la formazione di ossido nitrico.
Nelle reazioni chimiche, è richiesta energia nella rottura dei legami atomici. Quando gli atomi si riorganizzano per formare nuovi legami chimici, l'energia viene rilasciata sotto forma di calore. Nelle reazioni esotermiche, l'energia totale rilasciata è maggiore dell'energia totale spesa per rompere i legami. Tuttavia, per le reazioni endotermiche, l'energia totale spesa è maggiore dell'energia totale liberata dalla formazione dei nuovi legami. A questo proposito, i processi esotermici provocano un rilascio di calore nella regione circostante mentre i processi endotermici provocano l'assorbimento di calore dall'ambiente circostante.
Esempi di reazioni esotermiche
Combustione di carbone La combustione del carbone provoca l'emissione di grandi quantità di energia termica. Questo calore può essere utilizzato per la generazione di vapore, la cottura e altre applicazioni industriali. L'equazione della combustione del carbone può essere rappresentata come:
Carbonio + ossigeno Ì ¢ ?? ÛÊ ?? Ûª anidride carbonica + calore
C (s) + O2 (g) Ì ¢ ?? ÛÊ ?? Ûª CO2 (g) + Calore
Ruggine di ferro Il ferro di ferro reagisce con l'ossigeno e l'acqua per formare la ruggine. La sostanza rosso-arancio-marrone su ferro corroso. Questa reazione chimica rilascia una piccola quantità di energia termica quindi un processo esotermico. L'equazione di formazione di ruggine può essere rappresentata come:
Ferro + Ossigeno + Acqua Ì ¢ ?? ÛÊ ?? Ûª Ossido di ferro idrato + Calore
Fe (s) + O2 (g) + H2O (l) Ì ¢ ?? ÛÊ ?? Ûª Fe (OH) 3 (s) + Calore
Aggiunta di acqua a calce rapida Nella preparazione di calce, l'aggiunta di acqua a calce rapida provoca un aumento della temperatura. Questa reazione esotermica può essere rappresentata come la seguente equazione:
Ossido di calcio + acqua Ì ¢ ?? ÛÊ ?? Ûª Idrossido di calcio + Calore
CaO (s) + H2O (l) Ì ¢ ?? ÛÊ ?? Ûª Ca (OH) 2 (aq) + Calore
Reazione di zinco e acido cloridrico La reazione dello zinco con acido cloridrico determina un aumento di temperatura della soluzione acquosa. Questa equazione può essere scritta come:
Zinco + acido cloridrico Ì ¢ ?? ÛÊ ?? Ûª Cloruro di zinco + Gas idrogeno + Calore
Zn (s) + 2HCl (aq) Ì ¢ ?? ÛÊ ?? Ûª ZnCl2 (aq) + H2 (g) + Calore
Esempi di reazioni endotermiche
Dissoluzione del cloruro di ammonio in acqua La dissoluzione del cloruro di ammonio in acqua provoca l'assorbimento di energia termica dall'ambiente circostante, quindi una diminuzione della temperatura della soluzione. Questa reazione endotermica può essere rappresentata come:
Cloruro di ammonio + acqua Ì ¢ ?? ÛÊ ?? Û Soluzione di cloruro di ammonio Ì ¢ ???? Calore
NH4Cl (s) + H2O (l) Ì ¢ ?? ÛÊ ?? Ûª NH4Cl (aq) Ì ¢ ?? â ?? ÛÏ Calore
Scioglimento di tiosolfato di sodio in acqua Cristalli di tiosolfato di sodio si sciolgono in acqua con conseguente formazione di una soluzione acquosa a temperatura inferiore. Questo processo endotermico può essere rappresentato utilizzando la seguente equazione.
Tiosolfato di sodio + acqua Ì ¢ ?? ÛÊ ?? Ûª Soluzione di tiosolfato di sodio - Calore
Na2S2O3.5H2O + H2O Ì ¢ ?? ÛÊ ?? Ûª Ns2SO3 (aq) - Calore
Formazione di ossido nitrico L'ossigeno e l'azoto non reagiscono a temperature ambiente, tuttavia a temperature elevate; subiscono una reazione endotermica con conseguente formazione di vari ossidi di azoto. Tale processo può verificarsi nei motori a combustione interna, nelle caldaie a vapore a combustibile e naturalmente durante un fulmine. La reazione chimica per la formazione di ossido nitrico può essere scritta come:
Gas azoto + gas di ossigeno Ì ¢ ?? ÛÊ ?? Ûª Gas ossido nitrico - Calore
N2 (g) + O2 (g) + Ì ¢ ?? ÛÊ ?? Ûª 2NO (g) - Calore
