¿Alguna vez te pasó eso de querer hacer una tarta
y que las bananas estuviesen podridas,
los utensilios oxidados,
de tropezarte y verter todo el bicarbonato de sodio en la jarra de vinagre,
y que luego explote el horno?
Tú y tus reacciones químicas fueron víctimas de la entalpía y la entropía.
¡Son fuerzas a tener en cuenta!
Todos los productos son reactivos.
¿Qué son estas palabras con "E"? ¿Cuál es su importancia?
Empecemos con la entalpía:
Un aumento o disminución de energía durante una reacción química.
Cada molécula tiene una cierta cantidad de energía potencial química
almacenada en sus enlaces interatómicos.
Los productos químicos con más energía son menos estables,
y, por lo tanto, más propensos a reaccionar.
Veamos el flujo de energía en una reacción,
la combustión de hidrógeno y oxígeno, al jugar una partida de minigolf.
Nuestro objetivo es que la pelota, el reactivo, suba
y hacerla descender por el otro lado.
En la subida de la colina, debemos añadir energía a la pelota,
y al bajar, la pelota libera energía a su alrededor.
El agujero representa el producto, o resultante de la reacción.
Cuando termina el período de reacción, la pelota está en el interior del agujero,
y tenemos nuestro producto: el agua.
Como cuando explotó el horno, es una reacción exotérmica,
eso significa que la energía química final es menor que su energía inicial,
y la diferencia fue al entorno circundante
en forma de luz y calor.
También podemos tener la reacción inversa,
una reacción endotérmica,
donde la energía final es mayor que la energía inicial.
Eso es lo que intentábamos lograr al hornear nuestra tarta.
El calor añadido del horno haría cambiar la estructura química
de las proteínas de los huevos y diversos compuestos en la mantequilla.
Esa es la entalpía.
Como podría sospecharse,
las reacciones exotérmicas son más probables que las endotérmicas
porque requieren menos energía.
Pero hay otro factor independiente que puede provocar las reacciones:
la entropía.
La entropía mide la aleatoriedad de una sustancia química.
He aquí una enorme pirámide de pelotas de golf.
Su estructura ordenada implica que tiene una baja entropía.
Sin embargo, cuando se derrumba, hay caos por todas partes,
pelotas que rebotan por doquier.
Tanto que algunas pasan la colina.
Este cambio a la inestabilidad, o mayor entropía,
puede provocar reacciones.
Como en las pelotas de golf, en los químicos reales
pasar de la estructura al desorden hace que algunos reactivos pasen la colina
e inicien una reacción.
Puedes ver tanto la entalpía como la entropía en acción
al hacer una fogata para cocinar la cena.
El fósforo añade suficiente energía
para activar la reacción exotérmica de la combustión,
convirtiendo la alta energía del material combustible de la madera
en dióxido de carbono y agua, con menos energía.
La entropía también aumenta y facilita la reacción
porque los troncos de madera organizados
ahora se convirtieron en vapor de agua y dióxido de carbono que se mueve al azar.
La energía vertida por esta reacción exotérmica
dispara la reacción endotérmica que cocina tu cena.
Bon appétit !