Muitas reações químicas liberam energia na forma de calor, luz ou som. Esses são reações exotérmicas. As reações exotérmicas podem ocorrer espontaneamente e resultar em maior aleatoriedade ou entropia (ΔS> 0) do sistema. Eles são indicados por um fluxo de calor negativo (o calor é perdido para o ambiente) e diminuem a entalpia (ΔH <0). No laboratório, reações exotérmicas produzem calor ou podem até ser explosivas.
Existem outras reações químicas que precisam absorver energia para prosseguir. Esses são reações endotérmicas. Reacções endotérmicas não pode ocorrer espontaneamente. O trabalho deve ser feito para que essas reações ocorram. Quando as reações endotérmicas absorvem energia, uma queda de temperatura é medida durante a reação. As reações endotérmicas são caracterizadas por fluxo de calor positivo (na reação) e aumento da entalpia (+ ΔH).
Exemplos de processos endotérmicos e exotérmicos
Fotossíntese é um exemplo de reação química endotérmica. Nesse processo, as plantas usam a energia do sol para converter dióxido de carbono e água em glicose e oxigênio. Essa reação requer 15MJ de energia (luz solar) para cada quilograma de glicose produzida:
luz solar + 6CO2(g) + H2O (l) = C6H12O6(aq) + 6O2g)
Outros exemplos de processos endotérmicos incluem:
- Dissolução de cloreto de amônio em água
- Alcanos de craqueamento
- Nucleosíntese de elementos mais pesados que o níquel nas estrelas
- Água líquida de evaporação
- Derreter gelo
Um exemplo de reação exotérmica é a mistura de sódio e cloro para produzir sal de mesa. Essa reação produz 411 kJ de energia para cada mole de sal produzido:
Na (s) + 0,5Cl2(s) = NaCl (s)
Outros exemplos de processos exotérmicos incluem:
- o reação termite
- Uma reação de neutralização (por exemplo, misturando um ácido e uma base para formar um sal e água)
- A maioria das reações de polimerização
- Combustão de um combustível
- Respiração
- Ficão nuclear
- Corrosão do metal (reação de oxidação)
- Dissolvendo um ácido na água
Demonstrações que você pode executar
Muitas reações exotérmicas e endotérmicas envolvem produtos químicos tóxicos, calor ou frio extremos, ou métodos de descarte confusos. Um exemplo de uma reação exotérmica rápida é dissolver o detergente em pó na sua mão com um pouco de água. Um exemplo de uma reação endotérmica fácil é dissolver o cloreto de potássio (vendido como substituto do sal) em sua mão com água.
Estas demonstrações endotérmicas e exotérmicas são seguras e fáceis:
- Reações exotérmicas emocionantes para experimentar: Aqueça as coisas com uma dessas demonstrações simples de reação exotérmica.
- Criar uma reação endotérmica: Algumas reações endotérmicas ficam frias o suficiente para causar congelamento. Aqui está um exemplo de uma reação segura o suficiente para as crianças tocarem.
- Como criar uma reação química exotérmica: Algumas reações exotérmicas produzem chamas e ficam extremamente quentes (como a reação de termite). Aqui está uma reação exotérmica segura que produz calor, mas não inicia incêndios ou causa queimaduras.
- Faça gelo quente com vinagre e bicarbonato de sódio: O acetato de sódio ou "gelo quente" pode ser usado como reação endotérmica ou exotérmica, dependendo de você estar cristalizando ou derretendo o sólido.
Comparação endotérmica vs exotérmica
Aqui está um rápido resumo das diferenças entre reações endotérmicas e exotérmicas:
| Endotérmico | Exotérmica |
| o calor é absorvido (sente frio) | calor é liberado (quente) |
| energia deve ser adicionada para que a reação ocorra | reação ocorre espontaneamente |
| desordem diminui (ΔS <0) | aumento da entropia (ΔS> 0) |
| aumento da entalpia (+ ΔH) | diminuição da entalpia (-ΔH) |
Reações endergônicas e exergônicas
As reações endotérmicas e exotérmicas referem-se à absorção ou liberação de calor. Existem outros tipos de energia que podem ser produzidos ou absorvidos por uma reação química. Exemplos incluem luz e som. Em geral, as reações envolvendo energia podem ser classificadas como endergônico ou exergônico, Uma reação endotérmica é um exemplo de reação endergônica. Uma reação exotérmica é um exemplo de reação exergônica.
Principais fatos
- Reações endotérmicas e exotérmicas são reações químicas que absorvem e liberam calor, respectivamente.
- Um bom exemplo de reação endotérmica é a fotossíntese. A combustão é um exemplo de reação exotérmica.
- A categorização de uma reação como endotérmica ou exotérmica depende da transferência líquida de calor. Em qualquer reação, o calor é absorvido e liberado. Por exemplo, a energia deve ser inserida em uma reação de combustão para iniciá-la (acender um fogo com um fósforo), mas, então, mais calor é liberado do que o necessário.
Recursos e leituras adicionais
- Qian, Y.‐Z., et al. “Diversas fontes de supernova para o r-Processo." The Astrophysical Journalvol. 494, n. 1, 10 de fevereiro 1998, pp. 285-296, doi: 10.1086 / 305198.
- Yin, Xi, et al. “Abordagem de auto-aquecimento para a produção rápida de nanoestruturas metálicas uniformes.” Química de nanomateriais para energia, biologia e muito maisvol. 2, n. 1, 26 de agosto 2015, pp. 37-41, doi: 10.1002 / cnma.201500123.