Definición de reacción exotérmica
Cuando los núcleos atómicos sufren ciertas modificaciones o se combinan, se desarrolla un proceso conocido como reacción nuclear. Estas reacciones llevan a los núcleos a combinarse o fragmentarse, lo que implica la absorción o liberación de energía y partículas de acuerdo al caso.
Existen diferentes clases de reacciones nucleares, que pueden ser muy importantes a nivel industrial por el aprovechamiento energético. Cuando el proceso provoca la liberación de energía, se habla de reacción exotérmica. La energía liberada puede constituirse como calor o como luz.
La combustión es el ejemplo más habitual de una reacción exotérmica. Estas reacciones se producen cuando un comburente reacciona con un combustible, haciendo que éste arda y que, por lo tanto, libere energía en forma de luz y calor. Esto quiere decir que, cuando encendemos una fogata, estamos provocando una reacción exotérmica.
Cabe destacar que la combustión es una reacción redox. Por lo tanto, podemos decir que los procesos de reducción y oxidación generan reacciones exotérmicas ya que desprenden altos valores energéticos.
Los tipos de combustible más comunes son aquellas materias orgánicas en cuyo contenido se aprecian hidrógeno y carbono. Cuando la reacción es completa, se oxidan al cien por ciento todos los elementos que componen el combustible. Durante la combustión se forman agua, dióxido de carbono, dióxido de azufre (siempre que el combustible contenga azufre) y óxidos de nitrógeno (aunque esto depende de la presión, de la cantidad de oxígeno y de la temperatura).
Decíamos líneas arriba que las reacciones nucleares pueden liberar o absorber energía. Al liberar energía, se definen como reacciones exotérmicas. Lo contrario ocurre cuando la reacción implica la absorción de energía: en este caso, recibe el nombre de reacción endotérmica. La generación de ozono en la atmósfera es un ejemplo de reacción que absorbe energía y que es, por lo tanto, endotérmica.
Cuando una materia en estado líquido pasa a estado sólido (es decir, se solidifica) y cuando una materia en estado gaseoso se convierte en un líquido (se condensa), también se produce una reacción exotérmica. Veamos, por lo tanto, más en profundidad los conceptos de solidificación y condensación:
Solidificación
Se trata de un proceso físico mediante el cual la materia pasa de estado líquido a sólido, a raíz de que su temperatura se vea disminuida o de que la materia se comprima. Este cambio de estado, por su parte, se opone a la fusión, un proceso que, sin embargo, tiene lugar a la misma temperatura. El ejemplo más común de solidificación ocurre cuando el agua se congela, algo que muchas personas experimentan a diario cuando colocan un recipiente con agua en el congelador.
Cabe mencionar que el volumen del agua aumenta cuando pasa a estado sólido, algo que no ocurre con otras materias. Solidificación también es el nombre que recibe el proceso a través del cual ciertos materiales, como ser la arcilla o el cemento, se endurecen cuando se deshidratan a temperatura constante. En cualquiera de estos casos, nos encontramos ante ejemplos de reacciones exotérmicas, englobadas bajo el marco de la solidificación.
Condensación
Este cambio de fase implica que la materia pase de estado gaseoso (por lo general, en forma de vapores) a líquido. Se considera inverso al proceso denominado vaporización, el protagonista de la mayoría de los cambios de estado del agua. Cuando el paso de estado gaseoso a sólido es directo, se habla de deposición o sublimación inversa.
Si bien diversos factores influyen en el proceso de la condensación, como ser la temperatura y la presión, lo habitual es que se haga referencia a un nivel de presión próxima a la ambiental. Si, por otra parte, se utiliza una sobrepresión elevada para crear las condiciones necesarias para la transición, se habla de licuefacción.