Esotermico si riferisce a un processo chimico che rilascia energia come sottoprodotto. Questa energia è solitamente sotto forma di calore, ma può anche essere sotto forma di luce, elettricità o suono. Il rilascio si verifica quando i legami tra le sostanze chimiche utilizzate nelle reazioni vengono convertiti in energia termica.
Utilizzato per la prima volta dal chimico francese Marcellin Pierre Eugène Berthelot, il termine deriva dal prefisso greco “ex-” e dalla parola thermein. Thermein si riferisce ai processi di riscaldamento, mentre il prefisso ex significa semplicemente esterno, indicando che questa è la direzione in cui va il calore quando viene prodotto. Berthelot credeva che tutti i processi chimici potessero essere misurati in qualche modo, ad esempio dal calore rilasciato dalle reazioni esotermiche.
Le reazioni esotermiche avvengono in condizioni in cui i reagenti chimici sono sotto pressione e volume costanti. Nei casi di reazioni che rilasciano calore, questo si manifesta in un aumento della temperatura. Questo calore può provenire da un rilascio precedente di un altro sottoprodotto come la luce. In questo caso, la luce viene assorbita nelle molecole della sostanza chimica, facendo vibrare le molecole. Questo a sua volta genera il calore.
A volte il calore è così piccolo che sono necessari strumenti scientifici per misurare il cambiamento di temperatura. Altre reazioni si avvertono senza l’ausilio di apparecchiature scientifiche. Le reazioni esotermiche sono comuni e si verificano quando l’acqua si condensa dal vapore e forma pioggia o quando si forma neve tra le nuvole. L’accensione di una candela provoca una reazione chimica ed esotermica percepita nel calore della fiamma, proprio come la combustione di legna o carbone in una stufa produce abbastanza calore per riscaldare un’intera casa.
La fissione nucleare è un altro esempio di reazione esotermica. Nella fissione nucleare, gli atomi di alcuni isotopi vengono scissi, rilasciando energia termica. Quando un atomo viene diviso con un neutrone, rilascia non solo calore ma un neutrone in più che va a dividere un altro atomo, avviando una reazione a catena. È questa reazione a catena che alimenta un reattore nucleare e il rilascio di energia termica che lo rende una fonte di energia così preziosa. Le reazioni sono comunque tenute sotto controllo in un reattore; se lasciata incontrollata, la reazione si trasforma in quella che guida una bomba nucleare.
L’opposto di una reazione esotermica è quella endotermica. In questo tipo di reazione chimica, l’energia termica viene assorbita nel processo; questo è visto in reazioni come la fotosintesi e l’evaporazione. Questi processi chimici non possono aver luogo senza l’esistenza del calore, e poiché le reazioni esotermiche producono calore invece di averne bisogno come componente della reazione, i processi esotermici si verificano più spontaneamente.