Eksotermiset

Eksotermiset reaktiot ja prosessit ovat sellaisia, joissa systeemi vapauttaa lämpöenergiaa ympäristöönsä. Tällöin entalpiamuutos on negatiivinen (ΔH < 0). Käytännössä lämpö siirtyy ulkoiseen ympäristöön, ja ympäristön lämpötila voi nousta.

Termodynaamisesti eksoterminen reaktio voi olla sekä kemiallinen että fysikaalinen prosessi, jossa energia siirtyy ympäristöön. Yleisiä esimerkkejä ovat palaminen (esimerkiksi metaanin palaessa), raudan ruostuminen sekä happo–emäslaskun neutraloituminen, joissa vapautuu lämpöä.

Vaikka eksoterminen reaktio vapauttaa energiaa, se ei automaattisesti määritä reaktion nopeutta. Kinetiikka kuvaa, kuinka nopeasti tapahtuma etenee; monet eksotermiset reaktiot ovat nopeita ilman lisätoimenpiteitä, kun taas toiset ovat hidas ja vaativat aktivaatioenergiaa.

Mittauksessa eksotermisia prosesseja voidaan tarkastella kalorimetrian avulla. Lämpövuoto voidaan osoittaa q = m c ΔT, ja vakion paineen oloissa vapautuva lämpö vastaa entalpiamuutosta (Q = -ΔH). Standardoituja arvoja käytetään yleisesti reaktioiden entalpiamuutosten ennustamiseen, kuten ΔH°rxn, joka rakennetaan reaktioiden ja tuotteiden standardien entalpianeroista.

Sovelluksissa eksotermisia reaktioita hyödynnetään muun muassa energian tuottamisessa ja lämpötilan säätelyssä. Niihin liittyy kuitenkin turvallisuusnäkökulmia: lämpöä vapautuvaa reaktiota on hallittava, jotta ei synny ylikuumenemista tai tulipalovaaraa.