Reações Termoquímicas

Processos Endotérmicos e Exotérmicos

As transformações químicas envolvem formação e quebra de ligações. Assim como a mudança dos estados físicos, as reações químicas ocorrem com absorção ou liberação de energia. Respectivamente, são conhecidos como processos endotérmicos e exotérmicos.

Processos endotérmicos são aqueles em que há absorção de energia na forma de calor pelo sistema:

sistema inicial + energia → sistema final

Exemplo de transformação física endotérmica: se um cubo de gelo é colocado em uma superfície à temperatura ambiente, ele recebe energia do ambiente na forma de calor (o ambiente está a uma temperatura superior à do gelo) e acaba derretendo. O processo de fusão do gelo é, portanto, endotérmico.

No caso de reações químicas, pode-se enxergar a equação da seguinte forma:

reagentes + energia → produtos

Como a energia contida nos produtos é maior do que a energia contida nos reagentes, visto que calor foi adicionado a eles, sabe-se que no final temos uma entalpia maior do que no início, portanto:

Graficamente, fica explícita esta relação:

Exemplo: a reação de decomposição do óxido de mercúrio (sólido) em mercúrio líquido e oxigênio gasoso tem ∆H°r = + 90,7 kJ. Ela é endotérmica ou exotérmica? Se você tocar em um pote onde esteja acontecendo esta reação, irá sentir frio ou calor na mão?

R: Como a variação de entalpia no sistema é positiva, isso
significa que o sistema ganhou energia e, portanto, o processo é endotérmico. Como a reação rouba energia do meio externo e a armazena em suas ligações químicas, a sensação térmica a ser experimentada na sua mão é de frio.

Por sua vez, processos exotérmicos são aqueles em que há liberação de energia na forma de calor pelo sistema.

Exemplo de transformação física exotérmica: se uma garrafinha de água à temperatura ambiente (25°C) é colocada no freezer (-5°C), a água perde energia (calor) para o freezer e congela. O processo de solidificação/congelamento da água é, portanto, exotérmico.

No caso de reações químicas, pode-se enxergar a equação da seguinte forma:

sistema inicial → sistema final + energia

Como a energia contida nos reagentes é maior do que a energia contida nos produtos, visto que calor foi removido para formação deles, sabe-se que no final temos uma entalpia menor do que no início, portanto:

Graficamente, fica explícita esta relação:

Exemplo: a reação entre hidrogênio e oxigênio gasosos para a formação de água líquida tem ∆H°r = – 285,8 kJ. Ela é endotérmica ou exotérmica? Se você tocar em um pote onde esteja acontecendo esta reação, irá sentir frio ou calor na mão?

R: Como a variação de entalpia no sistema é negativa, isso significa que o sistema perdeu energia e, portanto, o processo é exotérmico. Como a reação perde energia de suas ligações para o meio externo, a sensação térmica a ser experimentada na sua mão é de calor.

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