Proceso endotérmico

Un proceso endotérmico es un proceso químico o físico que absorbe calor de su entorno. ^{[ 1 ]} En términos de termodinámica , es un proceso termodinámico con un aumento de la entalpía H (o energía interna U ) del sistema. ^{[ 2 ]} En un proceso endotérmico, el calor que absorbe un sistema es una transferencia de energía térmica al sistema. Por lo tanto, una reacción endotérmica generalmente conduce a una disminución de la temperatura del entorno. ^{[ 1 ]}

El término fue acuñado por el químico francés del siglo XIX Marcellin Berthelot . ^{[ 3 ]} El término endotérmico proviene del griego ἔνδον ( endon ) que significa 'dentro' y θερμ- ( therm ) que significa 'caliente' o 'tibio'. ^{[ 4 ]}

Un proceso endotérmico puede ser un proceso químico, como la disolución de _{nitrato de} amonio ( NH₄NO₃ ) en agua ( _H₂O ) , o un proceso físico, como la fusión de cubitos de hielo . ^{[ 5 ]}

Lo opuesto a un proceso endotérmico es un proceso exotérmico , que libera o "cede" energía, generalmente en forma de calor y, a veces, como energía eléctrica . ^{[ 1 ]} Así, en endotérmico se refiere a la entrada de energía o calor, y en exotérmico se refiere a la salida de energía o calor. En ambos términos (endotérmico y exotérmico), el prefijo indica hacia dónde se dirige el calor (o la energía eléctrica) durante el proceso. ^{[ 6 ]}

Debido a la ruptura y formación de enlaces durante diversos procesos (cambios de estado, reacciones químicas), suele producirse un cambio de energía. Si la energía necesaria para la formación de enlaces es mayor que la energía necesaria para su ruptura, se libera energía. Esto se conoce como reacción exotérmica. Sin embargo, si se necesita más energía para romper los enlaces que la energía liberada, se absorbe energía. Por lo tanto, se trata de una reacción endotérmica . ^{[ 7 ]}

Que un proceso pueda ocurrir espontáneamente depende no solo del cambio de entalpía sino también del cambio de entropía ( ∆S ) y de la temperatura absoluta T. Si un proceso es espontáneo a una temperatura determinada, los productos tienen una energía libre de Gibbs menor G = H – TS que los reactivos (un proceso exergónico ), ^{[ 2 ]} incluso si la entalpía de los productos es mayor. Por lo tanto, un proceso endotérmico generalmente requiere un aumento de entropía favorable ( ∆S > 0 ) en el sistema que supere el aumento desfavorable de entalpía de modo que ∆G < 0. Si bien las transiciones de fase endotérmicas a estados más desordenados de mayor entropía, por ejemplo , la fusión y la vaporización, son comunes, los procesos químicos espontáneos a temperaturas moderadas rara vez son endotérmicos. ^{[ 8 ]} El aumento de entalpía ∆ H ≫ 0 en un hipotético proceso fuertemente endotérmico generalmente resulta en ∆ G = ∆ H – T ∆ S > 0 , lo que significa que el proceso no ocurrirá (a menos que sea impulsado por energía eléctrica o fotónica). Un ejemplo de un proceso endotérmico y exergónico es

${\displaystyle {\ce {C6H12O6 + 6 H2O -> 12 H2 + 6 CO2}}}$

${\displaystyle \Delta _{r}H^{\circ }=+627\ {\text{kJ/mol}},\quad \Delta _{r}G^{\circ }=-31\ {\text{kJ/mol}}}$.

• Evaporación
• Sublimación
• Craqueo de alcanos
• Descomposición térmica
• Hidrólisis
• Nucleosíntesis de elementos más pesados ​​que el níquel en núcleos estelares ^{[ 9 ]}
• Los neutrones de alta energía pueden producir tritio a partir de litio-7 en un proceso endotérmico, consumiendo 2,466 MeV . Esto se descubrió cuando la prueba nuclear Castle Bravo de 1954 produjo un rendimiento inesperadamente alto. ^{[ 10 ]}
• Fusión nuclear de elementos más pesados ​​que el hierro en supernovas ^{[ 11 ]}
• Disolución conjunta de hidróxido de bario y cloruro de amonio.

Los términos "endotérmico" y "endotermo" derivan ambos del griego ἔνδον endon "dentro" y θέρμη thermē "calor", pero dependiendo del contexto, pueden tener significados muy diferentes.

En física, la termodinámica se aplica a procesos que involucran un sistema y su entorno, y el término "endotérmico" se utiliza para describir una reacción en la que el sistema absorbe energía "dentro" (a diferencia de una reacción "exotérmica", que libera energía "hacia afuera"). ^{[ 12 ] [ 13 ]}

En biología, la termorregulación es la capacidad de un organismo para mantener su temperatura corporal, y el término " endotermo " se refiere a un organismo que puede hacerlo "desde dentro" utilizando el calor liberado por sus funciones corporales internas (a diferencia de un " ectotermo ", que depende de fuentes de calor externas y ambientales) para mantener una temperatura adecuada. ^{[ 14 ]}

• Exotérmicos y endotérmicos : Hiperglosario de las hojas de datos de seguridad (MSDS) en Interactive Learning Paradigms, Incorporated