Reacción exotérmica (del griego ἔξω exo - fuera y θερμός termos - calor) - una reacción química o reacción nuclear, acompañada por la liberación de calor . Por el signo de liberación de calor, es lo opuesto a una reacción endotérmica , una reacción con absorción de calor.
La cantidad total de energía interna en cualquier sistema es difícil de medir o calcular, pero el cambio de energía en una reacción es mucho más fácil de medir o calcular. Para medir el cambio de energía de las reacciones químicas se suelen utilizar calorímetros , las medidas del cambio de energía en las reacciones nucleares se calculan a partir de las energías y masas de los productos de reacción.
El cambio de energía está estrechamente relacionado con el cambio de entalpía ( ), por lo que en muchos casos estas cantidades suelen confundirse. El cambio de energía es igual al cambio de entalpía si la reacción ocurre a un volumen constante [1] . Si la reacción ocurre a presión constante , entonces parte de la energía liberada se puede gastar en trabajo contra las fuerzas de presión debido a un cambio en el volumen de los productos de reacción y, en consecuencia, el efecto térmico de la reacción exotérmica será menor. Para reacciones que no van acompañadas de evolución o absorción de gases, o si el número de moles de gas no cambia antes y después de la reacción, entonces el cambio de energía y el cambio de entalpía son prácticamente iguales.
El valor medido está relacionado con la energía de enlace de las moléculas de la siguiente manera:
- esta es la energía gastada en romper enlaces en las sustancias iniciales, menos la energía liberada durante la formación de enlaces o rompiendo enlaces en los productos de reacción.
Para reacciones exotérmicas, esta fórmula da un valor negativo para , ya que el valor mayor se resta del valor menor.
Al quemar hidrógeno , por ejemplo:
y el cambio de entalpía es ΔH = −483,6 kJ por mol de moléculas de oxígeno .
Las reacciones exotérmicas incluyen: combustión , oxidación , combinación de metales con otros elementos, decaimiento radiactivo y fusión nuclear de elementos ligeros, etc.