As reações químicas são extremamente comuns no nosso dia a dia. Seja o processo de produção de energia realizado pelo nosso organismo, seja o acender da chama de uma vela ou o cozinhar de um alimento, todas essas reações envolvem a liberação ou a absorção de uma determinada quantidade de energia para o ambiente.

Este fenômeno acontece porque a formação de novas ligações ou a ruptura de ligações antigas envolvem uma interação com a energia da matéria, sendo capaz de alterar até seu estado físico, por exemplo. O campo da Química responsável por estudar tais reações e suas variações de estado físico recebe o nome de Termoquímica.

Aqui no blog, nós já contamos as 6 coisas que você precisa saber sobre termoquímica mas, que tal aproveitar o momento de estudos e revisar também sobre as reações exotérmicas e endotérmicas? Vamos começar relembrando qual é o conceito de entalpia:

O que é entalpia?

A entalpia é a energia presente em todas as substâncias, que pode ser alterada pelas reações endotérmicas e exotérmicas. Devido à impossibilidade de calcular essa grandeza de maneira pontual, foi estabelecida uma maneira para conhecer a sua variação. Chamada de Lei de Hess, essa correlação entre a entalpia final e a entalpia inicial de um processo permite estabelecer valores da sua variação. Veja:

?H = H produtos - H reagentes   

ou

?H = H final - H inicial

É importante ressaltar que esse processo é representado pelo símbolo ?H.


As transformações físicas

As transformações físicas, atreladas às mudanças de estado da matéria, também envolvem a absorção ou perda de calor. Veja:

Sólido  ? Líquido  ? Gasoso =  Absorção de energia

 

Gasoso  ? Líquido  ? Sólido =  Liberação de energia


É correto afirmar que, quando uma substância passa do estado sólido para o estado líquido e, na sequência, para o gasoso, ocorre a absorção de calor. No entanto, quando uma substância em estado gasoso passa para o estado líquido e, depois, para o estado sólido, há a liberação de calor.

Tal variação de energia tem relação direta com as novas ligações químicas dos reagentes que logo se transformam em produtos. Essa energia, que como vimos anteriormente recebe o nome de entalpia, pode resultar em valores positivos ou negativos, capazes de definir se uma reação é endotérmica ou exotérmica, respectivamente. Que tal conhecer suas diferenças?

Processo exotérmico

Imagine que você acendeu uma vela. Ao chegar próximo de sua chama, é perceptível que o processo de combustão está liberando energia - tanto em forma de calor quanto de maneira luminosa. Logo, podemos classificar essa reação como um processo exotérmico, já que ela envolve a liberação de energia para o ambiente. É interessante perceber também que, nesse caso, a produção de energia será permanente apenas se houver um fornecimento constante de energia.

O prefixo exo, presente nesse processo químico, significa “para fora”. Vale perceber que esse processo não é uma reação química, mas sim a alteração no estado de agregação da matéria. Como exemplo, podemos citar também a formação dos flocos de neve. A água líquida se solidifica, mas forma a neve apenas quando ocorre a liberação de energia - aproximadamente 7,3 kJ de calor.

Nesse tipo de processo, a variação de calor liberada sempre será negativa. Logo, a variação da entalpia (?H), valor definido pela entalpia dos produtos subtraída da entalpia dos reagentes, sempre será um valor menor que zero (?H < 0). Essa diferença negativa acontece porque, devido à liberação de energia, a entalpia dos produtos será menor que a dos reagentes, ou seja, Hp < Hr.

Este tipo de reação também pode ser representado por um gráfico, demonstrando a entalpia em função do caminho de reação. Confira a situação para uma reação genérica:

São exemplos de processos exotérmicos:

  • Combustão de álcool, gasolina ou demais derivados de petróleo, bem como papel e madeira, por exemplo;
  • Queima de gás propano;
  • Liquefação ou condensação da água.

Processo endotérmico

Agora imagine que você está cozinhando um alimento. Para esse processo, é necessário fornecer energia, como o calor da água, para que ele cozinhe, certo? Nessa situação, estamos usando um processo endotérmico, ou seja, as reações ou as mudanças de estado da matéria ocorrem devido à absorção de calor - aqui é importante notar que a energia produzida é mantida de maneira independente.

O prefixo endo, presente nesse processo químico, significa “para dentro”. Outro exemplo dessa situação é a evaporação da água em estado líquido, que para ocorrer precisa absorver cerca de 44 kJ.

Como a entalpia dos produtos é maior que a entalpia dos reagentes ao final do processo devido à absorção de energia, a variação de entalpia (?H) será sempre um valor positivo (?H > 0). Logo, podemos afirmar também que Hp > Hr.

Este tipo de reação também pode ser representado por um gráfico, demonstrando a entalpia em função do caminho de reação. Confira a situação para uma reação genérica:

São exemplos de processos endotérmicos:

  • Ebulição da água;
  • Fusão da água;
  • Fotossíntese;
  • Bolsa de gelo instantâneo.

E aí? Ficou clara a diferença entre as reações exotérmicas e endotérmicas? Compreendê-las é essencial para aprender os fundamentos da termoquímica. Confira nosso resumo:

Reação exotérmica ? Liberação de energia


?H < 0

Hp < Hr

 

Reação endotérmica? Absorção de energia


?H > 0

Hp > Hr


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