Primero, debemos mirar la definición de exotérmica y endotérmica. Como sabemos, exotérmico es cuando la reacción incluye energía como subproducto, y endotérmico es cuando la reacción usa energía como reactivo.
Bueno, ahora surge la pregunta obvia: ¿cómo determinamos si la energía es un reactivo o producto? Bueno, es relativamente simple. Hay energía contenida en los enlaces de las moléculas, y romper o formar enlaces utilizará o liberará energía, respectivamente. Si la energía en los enlaces de los reactivos es mayor que la energía en los enlaces de los productos, eso significa que se usó más energía de la que se devolvió (los enlaces de los reactivos deben romperse y los enlaces de los productos deben formarse, por lo que se usó más energía en romper los enlaces que la energía creada en la formación de enlaces). Esta energía extra era necesaria para que ocurriera la reacción, convirtiéndola en un reactivo (así, la reacción es endotérmica). Del mismo modo, si la energía creada con la formación de enlaces es mayor que la energía utilizada para romper los enlaces, se libera un exceso de energía. Esto hace que la reacción sea exotérmica.
Podemos hacer un simple cálculo de energía de enlace de síntesis de amoníaco:
N2 + 3H2 -> 2NH3
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Para los reactivos, estos son los enlaces y las energías de enlace (kJ / mol, asumiendo que los coeficientes determinan el número de moles de la molécula):
1 enlace N≡N: 941 kJ
3 enlaces HH: 3 (432 kJ) = 1296 kJ
Energía total requerida para romper enlaces = 941 + 1296 = 2237 kJ
Productos:
6 enlaces NH (3 en cada molécula): 6 (391 kJ) = 2346 kJ
Energía total creada al formar enlaces = 2346 kJ
2346 – 2237 = 109 kJ de exceso de energía
Por lo tanto, la reacción es exotérmica y libera 109 kJ de energía.
