Reacciones exergónicas, endergónicas y energía de activación

Resumen

El texto explica cómo las reacciones químicas intercambian energía con su entorno. Distingue entre reacciones exergónicas, que liberan energía, y endergónicas, que la absorben, y describe la energía de activación necesaria para iniciar cualquier reacción. El estudiante aprenderá estos conceptos con ejemplos como la combustión de la glucosa y la fotosíntesis.

Puntos clave

Una reacción exergónica libera energía porque los reactivos contienen más energía que los productos.
La combustión de la glucosa (C6H12O6) con oxígeno produce CO2 y agua liberando energía.
Una reacción endergónica requiere un aporte neto de energía porque los productos contienen más energía que los reactivos.
La energía de activación es el aporte inicial necesario para que cualquier reacción química se ponga en marcha.
Forzar la unión de las capas de electrones de dos moléculas, que se repelen, requiere energía de activación.
Las reacciones suelen efectuarse más fácilmente a temperaturas altas porque las moléculas se mueven más rápido.
Las reacciones generales de la fotosíntesis son endergónicas y dependen de la energía de la luz solar.

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Reacciones Químicas y Energía

Todas las reacciones químicas requieren un suministro (neto) general de energía, o bien, producen una liberación neta de ella. Una reacción es exergónica si libera energía; es decir, si los reactivos contienen más energía que los productos. Las reacciones exergónicas emiten algo de su energía en forma de calor. En cambio, una reacción es endergónica si requiere una entrada neta de energía, es decir, si los productos contienen más energía que los reactivos. De acuerdo con la segunda ley de la termodinámica, las reacciones endergónicas requieren un aporte neto de energía de alguna fuente externa.

Reacciones Exergónicas: Liberación de Energía

En una reacción exergónica, los reactivos contienen más energía que los productos. Cuando el azúcar (por ejemplo, la glucosa) se quema con una flama, experimenta las mismas reacciones básicas que cuando se quema en el cuerpo: el azúcar (C₆H₁₂O₆) se combina con oxígeno (O₂) para producir dióxido de carbono (CO₂) y agua (H₂O), liberando energía. Puesto que las moléculas de azúcar contienen mucho más energía que las moléculas de dióxido de carbono y agua, la reacción libera energía.

Energía de Activación: El Impulso Inicial

Todas las reacciones químicas, incluso aquellas que pueden continuar espontáneamente, requieren un aporte inicial de energía para ponerse en marcha. En las reacciones químicas, este aporte inicial de energía o “empujón” se denomina energía de activación. Las reacciones químicas requieren energía de activación para ponerse en marcha, ya que una capa de electrones con carga negativa rodea todos los átomos y las moléculas. Para que dos moléculas reaccionen entre sí, es preciso juntar sus capas de electrones, a pesar de su mutua repulsión eléctrica. Forzar a las capas de electrones a que se junten requiere energía de activación. La fuente más común de energía de activación es la energía cinética de las moléculas en movimiento. Si las moléculas se mueven con suficiente rapidez, chocarán con la fuerza necesaria para hacer que sus capas de electrones se unan y reaccionen. Puesto que las moléculas se mueven con mayor rapidez conforme se incrementa la temperatura, casi todas las reacciones químicas se efectúan más fácilmente a temperaturas altas.

Reacciones Endergónicas: Absorción de Energía

Las reacciones endergónicas dan como resultado productos que contienen más energía que los reactivos, no son espontáneas y podríamos llamarlas reacciones “cuesta arriba” porque los reactivos contienen menos energía que los productos. Las reacciones generales de la fotosíntesis son endergónicas, pues requieren un aporte neto de energía, que los organismos fotosintéticos obtienen de la luz solar.

Preguntas frecuentes

¿Qué es una reacción exergónica?

Es una reacción que libera energía, porque los reactivos contienen más energía que los productos. Parte de esa energía se emite en forma de calor.

¿Qué es una reacción endergónica?

Es una reacción que requiere una entrada neta de energía, ya que los productos contienen más energía que los reactivos. Necesita una fuente externa de energía.

¿Qué es la energía de activación?

Es el aporte inicial de energía necesario para poner en marcha una reacción química. Vence la repulsión entre las capas de electrones de las moléculas.

¿Por qué las reacciones químicas se efectúan más fácilmente a temperaturas altas?

Porque al aumentar la temperatura las moléculas se mueven con mayor rapidez, y chocan con la fuerza suficiente para reaccionar.