Você sabia que as reações químicas podem liberar energia, e inclusive gerar calor? E que as transformações de estado físico estão relacionadas com o trânsito de energia entre diferentes entidades físicas e químicas? Para entender esses fenômenos, existe um ramo científico chamado de termoquímica, que aparece no Enem e vestibulares. Show
Para te ajudar a entender essas relações, a Coruja reuniu as principais informações termoquímicas que podem aparecer em questões de prova e construiu este artigo. Ao final, encontre a resolução de um exercício sobre o tema, que pode te ajudar na construção do raciocínio durante seu vestibular. Confira a seguir!
O que é termoquímica?A termoquímica estuda as relações energéticas e físico-químicas existentes nas transformações de substâncias. Isso porque as reações químicas e físicas estão sujeitas às variações de energia entre os produtos, os reagentes e o meio. Na classificação, existem dois principais tipos de reações termoquímicas:
Na construção do conhecimento termoquímico, é importante saber a definição de calor e as regras de transferência de energia: calor é a energia térmica em trânsito em um meio ou em um sistema físico-químico. Para que isso aconteça, a energia térmica é transferida do corpo de maior temperatura para aquele de menor temperatura. Por exemplo, ao colocarmos um cubo de gelo em um copo com água em temperatura ambiente, observamos que a água líquida (mais quente) transfere seu calor para o gelo, que derrete. A entalpia (H) é a grandeza responsável por mensurar a quantidade de energia em um sistema físico-químico. A variação de entalpia entre produtos e reagentes permite definir se uma reação é endotérmica ou exotérmica, entenda melhor nos tópicos seguintes. Variação de Entalpia= Entalpia dos produtos – Entalpia dos reagentes ∆H= H produtos – H reagentes Os processos físico-químicos que liberam calor e energia térmica são chamados de exotérmicos. Em uma representação esquemática: reagentes ➡ produtos + energia O principal exemplo de reações químicas exotérmicas são as reações de combustão, ou seja, toda combustão libera energia. Esse tipo de reação envolve um combustível (que na maioria das vezes, é o oxigênio) e um material comburente (que será queimado). Em um carro, por exemplo, a gasolina reage com o oxigênio, liberando gás carbônico, água e grande quantidade de energia, que permite a movimentação do motor automotivo. Como na reação esquematizada abaixo: 2 C8H18 + 25 O2 ➡ 18 H2O + 16 CO2 + energia Ao considerar a fórmula da variação de entalpia, é possível observar que, em reações exotérmicas, a energia dos produtos químicos é menor que a dos reagentes e, por isso, ∆H<0. Reações endotérmicasPor sua vez, as reações endotérmicas são aquelas que absorvem energia do meio para que aconteçam. Em termos esquemáticos: reagentes + energia ➡ produtos Nas situações em que um material recebe calor de outro, ocorre uma absorção de energia e a variação de entalpia é positiva (∆H>0). Ou seja, a energia utilizada na formação dos produtos é maior do que a fornecida pelos reagentes. O exemplo supracitado com a pedra de gelo no copo de água representa um sistema endotérmico. O cozimento dos alimentos, a absorção de energia pela fotossíntese, além das mudanças de estado em que a temperatura do corpo aumenta são alguns modelos que podem ser citados. Como você pode ver na figura abaixo, a mudança de estado físico pode representar processos endotérmicos: Lei de HessA lei de Hess versa sobre a variação de entalpia em uma série de reações químicas. Ela diz que quando uma transformação química ocorre a partir de várias etapas diferentes, só importam os valores finais e iniciais de cada reação. Veja um exemplo, adaptado da questão da FGV: Busca-se a variação de entalpia da transformação principal, que é: 1 CO (g) + ½ O2 (g) → 1 CO2 (g) ∆H = ? De forma que as etapas químicas são: C(grafita) + ½ O2 (g) → CO(g) ∆H1 = -26,4 kcal C(grafita) + O2 (g) → CO2 (g) ∆H2 = -94,1 kcal Para encontrar o ∆H, é necessário manipular a ordem dos produtos e reagentes nas etapas. (I) Como o CO é um reagente da transformação principal, é necessário inverter a primeira reação e seu ∆H1: CO(g) → C(grafita) + ½ O2 (g) ∆H’1 = + 26,4 kcal (I) Considerando que CO2 é produto da transformação principal, percebe-se que ela deve manter seu sentido original: C(grafita) + O2 (g) → CO2 (g) ∆H2 = -94,1 kcal (III) Para finalizar esses cálculos, é importante somar as etapas e conferir se elas resultam na reação principal: A partir das informações esquematizadas na figura, obtém-se as seguinte reação global: 1 CO (g) + ½ O2 (g) → 1 CO2 (g) Por fim, o cálculo da variação de entalpia dessa reação é dado pela simples soma entre ∆H’1e ∆H2. 1 CO (g) + ½ O2 (g) → 1 CO2 (g) ∆H = ? ∆H = ∆H’1 + ∆H2 ∆H = + 26,4 + (- 94,1) ∆H = – 67,7 kcal Observa-se portanto, que com a variação de entalpia das etapas é possível chegar a variação de entalpia de uma reação química global. No caso estudado, o processo é exotérmico e libera energia, uma vez que ∆H<0. Questão de termoquímicaDepois de entender o raciocínio termoquímico com o exemplo anterior, treine sua lógica resolvendo a questão a seguir. Ao final, confira sua resposta com aquela proposta pelo Estratégia Vestibulares. UNESP 2011 Diariamente podemos observar que reações químicas e fenômenos físicos implicam em variações de energia. Analise cada um dos seguintes processos, sob pressão atmosférica. I. A combustão completa do metano (CH4) produzindo CO2 e H2O. II. O derretimento de um iceberg. III. O impacto de um tijolo no solo ao cair de uma altura h. Em relação aos processos analisados, pode-se afirmar que: a) I é
exotérmico, II e III são endotérmicos. As combustões são processos que liberam calor, com variação de entalpia negativa e classificadas como exotérmicas. Ou seja, I é exotérmico. Com essas informações, sabe-se que a alternativa correta é a letra B. Assista uma aula grátis de termoquímicaQuer revisar os tópicos mais importantes de termoquímica? Veja essa aula gratuita do Estratégia Vestibulares, que aborda esse assunto de maneira objetiva e didática. Quer estudar para o Enem e não sabe por onde começar? Conheça os cursos do Estratégia Vestibulares. Com eles você tem acesso a aulas, materiais e simulados exclusivos. Para provar seu conhecimento sobre química, clique no banner abaixo e acesse nosso Banco de Questões completo, com mais de 250 mil perguntas com resolução!  Veja também:
Como se chama os processos de liberar é absorver energia em forma de calor?As reações ou mudanças de estado físico que absorvem calor são denominadas de processos endotérmicos. Um exemplo de reação endotérmica (o prefixo “endo” significa “para dentro”) é o cozimento de alimentos, no qual é necessário o fornecimento de energia.
Como são chamados os processos em que há absorção de energia?Reação Endotérmica é aquela em que há absorção de energia. Nesse processo, a energia é produzida e, de forma independente, é mantida. As aves e os mamíferos têm a capacidade de manter a estabilidade da temperatura do corpo.
Como se chama as reações de liberação de energia?Reação exotérmica: quando há liberação de energia.
Como são denominados os processos que liberam calor?Os processos que liberam calor são denominados exotérmicos (o prefixo exo significa para fora) e geram sensação de aquecimento, como ocorre nas combustões ou quando a cal virgem reage com a água.
|
Como se chama os processos de liberar é absorver energia em forma de calor?
Postagens relacionadas
direito autoral © 2024 cemle Inc.
