A Termoquímica estuda as reações químicas e as mudanças de estado físico que envolvem trocas de energia na forma de calor. Entre esses processos, temos basicamente dois:
- Processos exotérmicos:
Genericamente, temos:
Reagentes → Produtos + calor
Visto que os reagentes perderam parte de seu conteúdo energético, o valor da entalpia (H) ou valor da energia global dos produtos (HP) é menor do que a entalpia dos reagentes (HR) nos processos exotérmicos e, consequentemente, a variação da entalpia (ΔH) será negativa.
ΔH = HP - HR (HP <
HR)
ΔH < 0
Reagentes → Produtos ΔH < 0
Graficamente, podemos representar esse tipo de reação da seguinte forma:
Todos os processos de combustão são reações exotérmicas. Um exemplo é a combustão do hidrogênio, que atinge cerca de 2500 ºC, fornecendo a energia mecânica necessária para o foguete se movimentar e escapar da gravidade da Terra.
A seguir temos outros exemplos de reações e processos exotérmicos comuns no cotidiano. Observe que em todos os casos há uma sensação de aquecimento, pois o calor é liberado para o meio.
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- Processos endotérmicos:
Reagentes + calor → Produtos
Aqui ocorre o contrário do que vimos anteriormente, a entalpia dos produtos (HP) é maior do que a entalpia dos reagentes (HR) porque os reagentes absorveram o calor fornecido pelo meio e, dessa forma, a variação da entalpia (ΔH) será positiva:
ΔH = HP - HR (HP > HR)
ΔH > 0
Reagentes → Produtos ΔH > 0
Os gráficos dos processos endotérmicos ficam com o seguinte aspecto:
Por exemplo, nas siderúrgicas 1 mol de hematita absorve 491,5kJ para se transformar no ferro metálico:
Fe2O3(s) + 3 C(s) → 2 Fe(s) + 3 CO(g) ΔH = 491,5 kJ
Nos outros exemplos abaixo, você perceberá que nas reações e processos endotérmicos há uma sensação de resfriamento, pois o calor do meio é absorvido:
Considere as duas situações mostradas nas imagens a seguir:
a) Qual processo é representado pela imagem I:
b) Qual processo é representado pela imagem II:
A equação abaixo representa a transformação do óxido de ferro III em ferro metálico:
Fe2O3(s) +3 C(s) + 491,5 KJ → 2 Fe(s) + 3CO(g)
Observando a equação, responda às perguntas a seguir justificando sua resposta:
a) A equação acima é uma reação exotérmica?
b) O processo representado pela equação é endotérmico?
A figura abaixo representa a mudança de estado físico da água:
Classifique cada mudança de estado em endotérmica ou exotérmica.
(UFMG)
Ao se sair molhado em local aberto, mesmo em dias quentes, sente-se uma sensação de frio. Esse fenômeno está relacionado com a evaporação da água que, no caso, está em contato com o corpo humano.
Essa sensação de frio explica-se corretamente pelo fato de que a evaporação da água:
a) é um processo endotérmico e cede calor ao corpo.
b) é um processo endotérmico e retira calor do corpo.
c) é um processo exotérmico e cede calor ao corpo.
d) é um
processo exotérmico e retira calor do corpo.
A imagem a seguir mostra a utilização de uma bolsa de gelo instantâneo para aliviar uma lesão no joelho.
A reação entre os componentes da bolsa produz uma sensação de frio. Classifique o sistema em endotérmico ou exotérmico e justifique sua resposta.
(UNESP-SP)
Em uma cozinha, estão ocorrendo os seguintes processos:
I. gás queimando em uma das “bocas” do fogão e
II. água fervendo em uma panela que se encontra sobre esta “boca” do fogão.
Com relação a esses processos, pode-se afirmar que:
a) I e II são exotérmicos.
b) I é exotérmico e II é endotérmico.
c) I é endotérmico e II é exotérmico.
d) I é isotérmico e II é exotérmico.
e) I é endotérmico e II é isotérmico.
a) Processo exotérmico: a chama do fogão emite calor ao ambiente.
b) Processo endotérmico: a absorção dos raios solares gera calor para secar a roupa.
a) Não. A reação não está liberando calor.
b) Sim. O calor (+491,5 KJ) participa da reação, portanto o processo é endotérmico.
Fusão, vaporização e sublimação: reações endotérmicas.
Liquefação e solidificação: reações exotérmicas.
Alternativa B.
Quando
transpiramos, a água que expelimos (nosso suor) se evapora graças ao calor latente de evaporação, o que permite que a temperatura corporal seja controlada.
Sistema endotérmico: a sensação de frio é devido à retirada de calor do corpo, ou seja, o sistema absorve calor.
Alternativa B.
A combustão do gás libera calor, portanto é um processo exotérmico, já a água só entra em ebulição graças ao calor que ela absorve da boca (chama) do fogão,
portanto, este processo é endotérmico.