Reazione esotermica

Quando i nuclei atomici subiscono determinate modifiche o si combinano, ha luogo un processo noto come reazione nucleare. Queste reazioni portano alla combinazione o alla frammentazione dei nuclei, il che comporta l'assorbimento o il rilascio di energia e di particelle a seconda dei casi.

Ci sono diversi tipi di reazioni nucleari, che possono essere molto importanti a livello industriale per la loro resa energetica. Quando il processo provoca il rilascio di energia, si chiama reazione esotermica. L'energia rilasciata può assumere la forma di calore o di luce.

La combustione è l'esempio più comune di una reazione esotermica. Queste reazioni si verificano quando un ossidante reagisce con un combustibile, causando la combustione del combustibile e quindi il rilascio di energia sotto forma di luce e calore. Questo significa che quando accendiamo un fuoco, stiamo causando una reazione esotermica.

Si deve notare che la combustione è una reazione redox. Pertanto, possiamo dire che i processi di riduzione e ossidazione generano reazioni esotermiche in quanto sprigionano alti valori di energia.

I tipi più comuni di carburante sono quei materiali organici in cui sono presenti idrogeno e carbonio. Quando la reazione è completa, tutti gli elementi che compongono il combustibile sono ossidati al cento per cento. Durante la combustione si formano acqua, anidride carbonica, anidride solforosa (se il combustibile contiene zolfo) e ossidi di azoto (anche se questo dipende dalla pressione, dalla quantità di ossigeno e dalla temperatura).

Come già detto, le reazioni nucleari possono rilasciare o assorbire energia. Quando rilasciano energia, sono definite come reazioni esotermiche. L'opposto è vero quando la reazione comporta l'assorbimento di energia: in questo caso, si chiama reazione endotermica. La generazione di ozono nell'atmosfera è un esempio di reazione che assorbe energia ed è quindi endotermica.

Quando la materia allo stato liquido passa allo stato solido (cioè si solidifica) e quando la materia allo stato gassoso passa allo stato liquido (si condensa), avviene anche una reazione esotermica. Diamo quindi un'occhiata più da vicino ai concetti di solidificazione e condensazione:

Solidificazione

Si tratta di un processo fisico attraverso il quale la materia passa dallo stato liquido a quello solido, come risultato della diminuzione della sua temperatura o della compressione della materia. Questo cambiamento di stato, a sua volta, si oppone alla fusione, un processo che, tuttavia, avviene alla stessa temperatura. L'esempio più comune di solidificazione si verifica quando l'acqua si congela, qualcosa che molte persone sperimentano ogni giorno quando mettono un contenitore d'acqua nel congelatore.

Si deve notare che il volume dell'acqua aumenta quando diventa un solido, cosa che non accade con altri materiali. La solidificazione è anche il nome dato al processo con cui certi materiali, come l'argilla o il cemento, si induriscono quando vengono disidratati a una temperatura costante. In entrambi i casi, questi sono esempi di reazioni esotermiche, che cadono sotto l'ombrello della solidificazione.

Condensazione

Questo cambiamento di fase coinvolge la materia che passa da uno stato gassoso (di solito sotto forma di vapori) a un liquido. È considerato l'inverso del processo chiamato vaporizzazione, il protagonista della maggior parte dei cambiamenti di stato dell'acqua. Quando il passaggio dallo stato gassoso a quello solido è diretto, si parla di deposizione inversa o sublimazione.

Mentre vari fattori influenzano il processo di condensazione, come la temperatura e la pressione, di solito ci si riferisce a un livello di pressione vicino all'ambiente. Se invece l'alta sovrapressione viene utilizzata per creare le condizioni necessarie alla transizione, si parla di liquefazione.