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L’energia dei processi chimici

Nelle reazioni chimiche vale il principio di conservazione dell’energia. Formalmente, affinché una reazione possa avvenire, è necessario rompere alcuni legami presenti nelle molecole dei reagenti e successivamente formarne altri, in modo da ottenere le molecole dei prodotti. Per rompere un legame bisogna fornire una certa quantità di energia, che viene liberata quando si costituisce il nuovo legame. I legami caratterizzati da alta energia sono detti “forti” proprio perché per romperli è necessaria una notevole quantità di energia.

Se nei prodotti si formano legami più forti di quelli rotti nei reagenti, si verifica un’emissione di energia sotto forma di calore e la reazione viene detta esotermica. Se, invece, si formano legami più deboli, bisogna fornire energia e la reazione è detta endotermica. Poiché i legami forti hanno una maggiore tendenza a formarsi di quelli deboli, le reazioni esotermiche spontanee sono più comuni di quelle endotermiche: tale è, ad esempio, la combustione degli idrocarburi in aria, con produzione di diossido di carbonio (CO₂) e di acqua (H₂O). Esistono, tuttavia, anche reazioni endotermiche spontanee, quale la dissoluzione dei sali in acqua.

La spontaneità di una reazione non dipende, infatti, dalla sua natura endotermica o esotermica, né dalla variazione di entropia che l’accompagna, ma dalla sola variazione di energia libera del sistema: quindi, le reazioni sono spontanee se si verifica una diminuzione di energia libera. Vedi anche Chimica fisica; Termodinamica.