O que é processo exotérmico

Reações Endotérmicas e Exotérmicas são grandezas que medem a quantidade de calor (energia) absorvida e liberada durante as reações químicas. Elas são estudadas pela termoquímica.

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Qual a diferença entre elas?
Exemplos do Cotidiano
Exotérmico
Endotérmico

Qual a diferença entre elas?

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. Por esse motivo eles são chamados de animais endotérmicos, popularmente, “animais de sangue quente”.

Reação Exotérmica é aquela em que há liberação de energia. Nesse processo, a produção de energia somente persiste mediante o fornecimento contínuo de energia.

A mudança de estados físicos, nessa ordem: gasoso, líquido e sólido, é um exemplo de reação exotérmica. Cada um deles ocorre na medida em que a energia é liberada, ou seja, quando há menos calor.

Repare que ao invertemos essa ordem (sólido, líquido e gasoso), existe produção de energia (mais calor). Neste caso, a reação é endotérmica.

Exemplos do Cotidiano

A gordura corporal funciona como um combustível no nosso corpo. Aquela que não é queimada, é absorvida por ele. Como se trata de um processo de absorção, é um exemplo de reação endotérmica.

Ao colocar uma panela no fogo para preparar um alimento estamos, por sua vez, diante de um processo exotérmico. Isso porque o calor que é liberado transformará esse alimento para que ele seja consumido.

Entalpia é a energia existente em todas as substâncias e que são alteradas em decorrência das reações endotérmicas e exotérmicas.

Como não é possível calcular a entalpia, foi estabelecido o cálculo da sua variação.

Assim, mediante a comparação da entalpia padrão (temperatura de 25º C sob a pressão atmosférica de 1atm), seria possível calcular a variação da entalpia.

De acordo com a Lei de Hess, a entalpia final menos a entalpia inicial (ΔH = Hf – Hi) resulta nesse dado.

Se a reação endotérmica absorve energia, isso quer dizer que a entalpia do reagente (final) é menor do que do produto (inicial). Logo, a variação da entalpia é positiva (ΔH > 0).

Por sua vez, se a reação exotérmica libera energia, isso quer dizer que a entalpia (energia) do reagente é maior do que a do produto. Logo, a variação da entalpia é negativa (ΔH

Leia também:

Reações Químicas
Equilíbrio Químico
Combustão

Existem dois tipos de processos em que há troca de calor: o endotérmico e oexotérmico. Veja o que caracteriza cada um:

Processos endotérmicos: são aqueles que ocorrem com absorção de calor.

Exemplos:

- Roupa secando no varal: nesse caso, a água evapora ao absorver energia solar. Para cada mol de água líquida que passa para o estado de vapor, são absorvidos 44 kJ:

H2O(l) → H2O(v) ?H = +44 kJ

- Gelo derretendo: para que a água sólida sofra fusão, ela deve absorver uma certa quantidade de energia, conforme mostra a reação:

H2O(s) → H2O(l) ?H = +7,3 kJ

- Produção do ferro: a produção do ferro metálico (Fe(s)) é feita por meio da transformação de 1 mol de hematita (Fe2O3), com a absorção de 491,5 kJ:

1 Fe2O3(s) + 3 C(s) → 2 Fe(s) + 3 CO(g) ?H = +491,5 kJ

- Bolsa de gelo instantâneo: a sensação de frio que uma bolsa de gelo instantâneo provoca resulta da reação de decomposição da amônia (NH3), na qual são produzidos os gases N2 e H2. O sistema absorve calor.

2 NH3(g) → N2(g) + 3 H2(g) ?H = +92,2 kJ

- Fotossíntese: também é endotérmica a reação de fotossíntese que se processa em plantas clorofiladas, pois a planta absorve a energia fornecida pela luz solar:

6 CO2(g) + H2O (l) → C6H12O6 + 6 O2 ?H > 0

Em todos esses casos podemos notar dois pontos importantes:

Processos exotérmicos: são aqueles que ocorrem com liberação de calor.

Exemplos:

- Bico de Bunsen: nesse equipamento de laboratório ocorre a queima do propano e a liberação de calor usado para aquecer e realizar outras reações:

1 C3H8(g) + 5 O2(g) → 3 CO2(g) + 4 H2O (g) ?H = -2046 kJ

Em todos os processos de combustão, como queima de combustíveis, queima da madeira, de papel, palha de aço, entre outros, ocorre a liberação de calor, sendo, portanto, processos exotérmicos.

- Produção da amônia: no processo industrial de produção da amônia, denominado de Haber-Bosch, feito a partir dos gases nitrogênio e hidrogênio, ocorre a liberação de calor:

N2(g) + 3 H2(g) → 2 NH3(g) ?H = - 92,2 kJ

- Neve: para que a água no estado líquido se solidifique, formando a neve, é preciso que haja a perda de calor, ocorrendo a liberação de 7,3 kJ por mol de água:

H2O(l) → H2O(s) ?H = - 7,3 kJ

- Chuva: para que ocorra a condensação da água na forma de chuva, isso é, para que ela passe de vapor para líquido, é necessário haver perda de calor:

H2O(v) → H2O(l) ?H = - 44 kJ

Aproveite para conferir nossa videoaula sobre o assunto:

Em termodinâmica , o termo processo exotérmico (exo-: "fora") descreve um processo ou reação que libera energia do sistema para seus arredores, geralmente na forma de calor , mas também na forma de luz (por exemplo, uma faísca, chama , ou flash), eletricidade (por exemplo, uma bateria) ou som (por exemplo, explosão ouvida ao queimar hidrogênio). Sua etimologia deriva do prefixo grego έξω (exō, que significa "para fora") e da palavra grega θερμικός (thermikόs, que significa "térmico"). [1] O termo exotérmico foi cunhado pela primeira vez por Marcelino Berthelot .

O oposto de um processo exotérmico é um processo endotérmico , que absorve energia geralmente na forma de calor. O conceito é frequentemente aplicado nas ciências físicas a reações químicas onde a energia da ligação química é convertida em energia térmica (calor).

Exotérmico e endotérmico descrevem dois tipos de reações químicas ou sistemas encontrados na natureza, como segue:

Exotérmico

Após uma reação exotérmica , mais energia foi liberada para o ambiente do que foi absorvida para iniciar e manter a reação. Um exemplo seria a queima de uma vela, em que a soma das calorias produzidas pela combustão (encontrada ao observar o aquecimento radiante dos arredores e a luz visível produzida, incluindo o aumento da temperatura do próprio combustível (cera), em que o oxigênio se converte CO 2 quente e vapor de água) excede o número de calorias absorvidas inicialmente no acendimento da chama e na manutenção da chama (alguma energia é reabsorvida e usada para derreter, vaporizar a cera, etc., mas é muito superada pela energia liberada em converter a ligação dupla relativamente fraca de oxigênio [2] para as ligações mais fortes em CO 2 e H 2 O).

Endotérmico

Em uma reação ou sistema endotérmico , a energia é retirada dos arredores no decorrer da reação, geralmente impulsionada por um aumento favorável de entropia no sistema. Um exemplo de reação endotérmica é uma bolsa fria de primeiros socorros, na qual a reação de dois produtos químicos, ou a dissolução de um no outro, requer calorias do ambiente, e a reação resfria a bolsa e o ambiente ao absorver o calor deles. A produção de madeira por fotossíntese é um processo endotérmico: as árvores absorvem a energia radiante do sol e a usam em reações endotérmicas, como separar CO 2 e H 2 O e recombinar os átomos para produzir celulose e outros produtos químicos orgânicos, bem como O 2 . A lenha pode mais tarde ser queimada em uma lareira, liberando exotermicamente a energia do O 2 [2] na forma de calor e luz para os arredores, por exemplo, para o interior de uma casa.

Exotérmico refere-se a uma transformação em que um sistema fechado libera energia (calor) para o ambiente, expressa por

Q <0 .

Quando a transformação ocorre a pressão constante e sem troca de energia elétrica, o calor Q é igual à mudança de entalpia , ou seja,

∆H <0 , [3]

enquanto em volume constante, de acordo com a primeira lei da termodinâmica, é igual à mudança de energia interna, ou seja,

∆U = Q + 0 <0 .

Em um sistema adiabático (ou seja, um sistema que não troca calor com o ambiente), um processo exotérmico resulta em um aumento na temperatura do sistema. [4] [ página necessária ]

Em reações químicas exotérmicas, o calor liberado pela reação assume a forma de energia eletromagnética ou energia cinética das moléculas. A transição de elétrons de um nível de energia quântica para outro faz com que a luz seja liberada. Essa luz é equivalente em energia à energia de estabilização da energia da reação química, ou seja, a energia da ligação. Essa luz que é liberada pode ser absorvida por outras moléculas em solução para dar origem a translações e rotações moleculares, o que dá origem à compreensão clássica do calor. Em uma reação exotérmica, a energia necessária para iniciar a reação é menor do que a energia que é posteriormente liberada, portanto, há uma liberação líquida de energia.

Alguns exemplos de processos exotérmicos são: [5]

A reação de metais alcalinos e outros metais altamente eletropositivos com água
Condensação de chuva por vapor d'água
Mistura de água e ácidos fortes ou bases fortes
A reação de ácidos e bases
Desidratação de carboidratos por ácido sulfúrico
A configuração de cimento e concreto
Algumas reações de polimerização , como a fixação de resina epóxi
A reação da maioria dos metais com halogênios ou oxigênio
Fusão nuclear em bombas de hidrogênio e em núcleos estelares (para ferro)
Fissão nuclear de elementos pesados
A reação entre zinco e ácido clorídrico
Respiração (quebra da glicose para liberar energia nas células)

As reações químicas exotérmicas são geralmente mais espontâneas do que suas contrapartes, as reações endotérmicas .

Em uma reação termoquímica exotérmica, o calor pode ser listado entre os produtos da reação.

Por causa de um acidente histórico, os alunos encontram uma fonte de possível confusão entre a terminologia da física e da biologia. Enquanto os termos termodinâmicos "exotérmicos" e "endotérmicos", respectivamente, se referem a processos que emitem energia térmica e processos que absorvem energia térmica, em biologia o sentido é efetivamente invertido. Os termos metabólicos " ectotérmicos " e " endotérmicos ", respectivamente, referem-se a organismos que dependem em grande parte do calor externo para atingir uma temperatura de trabalho completa e a organismos que produzem calor de dentro como um fator importante no controle de sua temperatura corporal.

Calorimetria
Termodinâmica Química
Calorimetria de varrimento diferencial
Endergônico
Reação endergônica
Exergônico
Reação exergônica
Reação endotérmica

^ Dicionário on-line "Gate for the Greek language" Arquivado em 05-12-2017 na Wayback Machine . idioma grego.gr
^ a b Schmidt-Rohr, K. (2015). "Why Combustions Are Always Exothermic, Yielding About 418 kJ per Mole of O 2 ", J. Chem. Educ. 92 : 2094-2099. http://dx.doi.org/10.1021/acs.jchemed.5b00333
^ Oxtoby, D. W; Gillis, HP, Butler, LJ (2015). Principles of Modern Chemistry , Brooks Cole. p. 617. ISBN 978-1305079113
^ Perrot, Pierre (1998). A a Z da Termodinâmica . Imprensa da Universidade de Oxford. ISBN 0-19-856552-6.
^ Exotérmico - exemplos endotérmicos arquivados 2006-09-01 na máquina de Wayback . frostburg.edu
^ [1]