7.4. Energía en las reacciones químicas

El intercambio de energía entre un sistema y sus alrededores, o entre dos sistemas, se puede producir mediante calor o trabajo. Por ello, cuando tiene lugar una reacción química y, por tanto, un intercambio de energía, medimos dicho intercambio a través del concepto de energía de reacción o calor de reacción, Q_r, el cual puede definirse como la energía intercambiada en forma de calor entre un sistema en el que ocurre una reacción química y sus alrededores.

En las reacciones endotérmicas, la energía del sistema aumentará, por lo que el calor de reacción es positivo.

En las reacciones exotérmicas, la energía del sistema disminuirá, por lo que el calor de reacción será negativo.

Las ecuaciones termoquímicas son aquellas que informan, no solo de cuáles son las sustancias que intervienen en la reacción, sino también de sus estados de agregación y la cantidad de energía que se pone en juego.

Es importante indicar en las ecuaciones termoquímicas el estado de agregación, pues el cambio de estado implica una variación de energía.

El siguiente ejemplo muestra una ecuación termoquímica de combustión de butano. Está ajustada de tal manera que el coeficiente estequiométrico de la sustancia butano sea 1, indicando así que el calor de reacción, en este caso de combustión, es por mol de butano.

Las ecuaciones termoquímicas también pueden expresarse indicando el calor de reacción como parte de la reacción química:

En este caso, una reacción exotérmica, el calor de reacción aparece sumado a los productos, pues producto de la reacción es la generación de dicho calor. En el caso de una reacción endotérmica, el calor de reacción estaría sumado a los reactivos, pues sería preciso dicho calor para dar lugar a los productos.