¿Qué sucede en las reacciones químicas exergónicas?

Escrito por john brennan | Traducido por laura de alba
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¿Qué sucede en las reacciones químicas exergónicas?
Las reacciones que ves aquí son altamente exergónicas. (Comstock/Comstock/Getty Images)

Las elecciones son clasificadas como exergónicas o endergónicas según el cambio en la cantidad llamada "energía libre de Gibbs". Al contrario de las acciones endergónicas, una reacción exergónica puede ocurrir espontáneamente, sin la necesidad de poner en ella trabajo. Esto no significa que una reacción necesariamente ocurre simplemente porque es exergónica, la velocidad a la que ocurre la reacción puede ser tan lenta que nunca sucederá en una escala de tiempo que sea importante para ti.

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Energía libre de Gibbs

La energía libre de Gibbs no es llamada "energía libre" porque no tenga una etiqueta de precio, sino porque mide cuánto trabajo no mecánico puede realizar un sistema. Si los reactivos en un proceso tienen una energía libre de Gibbs mayor que los productos, el proceso se llama exergónico, lo que significa que libera energía. Otra forma de decirlo es describir la reacción como termodinámicamente espontánea, lo que significa que no tienes que trabajar para que la reacción suceda.

Exotérmica contra exergónica

Muchas, pero no todas, las acciones exergónicas son exotérmicas, lo que significa que liberan calor. Una reacción puede ser de hecho exergónica, sin embargo, y aún así absorber calor o ser endotérmica. Consecuentemente, lo exotérmico y los exergónico no necesariamente van de la mano. La diferencia clave entre ambas depende de la diferencia entre el trabajo en comparación con el calor; un proceso exergónico libera energía a través del trabajo, mientras que un proceso exotérmico libera energía a través de calor. Incluso, un proceso puede ser exergónico en algunas temperaturas, pero no en otras.

Entropía contra entalpía

Los químicos del siglo XIX encontraron que las reacciones endotérmicas espontáneas eran bastante complejas; razonaron que una reacción debería ser espontánea si libera calor. Lo que estaban olvidando el papel de la entropía, que es la medida de la cantidad de energía que no esté disponible para trabajo en el sistema. Si consideramos el sistema de la misma forma que sus alrededores, un proceso sería exergónico si provoca un incremento neto en la entropía. La liberación de calor a los alrededores provoca que la entropía se incremente, pero tal reacción aún puede absorber calor y ser exergónica si la entropía del sistema incrementa una cantidad incluso mayor.

Consideraciones

La evaporación (el proceso mediante el cual un líquido se convierte en gas) está asociada con un cambio positivo muy grande en la entropía. Las reacciones exergónicas que absorben calor frecuentemente son reacciones que liberan un gas como uno de los productos. Conforme incrementa la temperatura, estas reacciones se hacen más exergónicas. Una reacción exotérmica que libera calor, en contraste, será más exergónica a menores temperaturas que a temperaturas más altas. Todas estas consideraciones juegan un papel para determinar si la reacción será espontánea.

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