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A termoquímica é uma área da Química que estuda as relações entre a energia (principalmente sob a forma de calor) e as reações químicas. O foco principal dessa disciplina é entender como as mudanças energéticas influenciam as reações e como é possível medir ou prever essas variações de energia durante as transformações químicas.

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Reações exotérmicas conceito, exemplos e representação gráfica

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Reações exotérmicas conceito, exemplos e representação gráfica

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Conceito

Reações exotérmicas são aquelas que liberam calor (energia) para o ambiente durante o processo químico.
A variação de entalpia (ΔH) dessas reações é negativa, ou seja:

ΔH<0\Delta H < 0ΔH<0

Isso significa que os produtos têm menos energia que os reagentes, pois parte da energia foi liberada na forma de calor. Exemplos de Reações Exotérmicas

1. Combustão de combustíveis
Exemplo: combustão do metano (gás natural)

CH4(g)+2O2(g)→CO2(g)+2H2O(g)+energiaCH_4(g) + 2O_2(g) \rightarrow CO_2(g) + 2H_2O(g) + \text{energia}CH4​(g)+2O2​(g)→CO2​(g)+2H2​O(g)+energia

2. Neutralização ácido-base
Exemplo: ácido clorídrico + hidróxido de sódio

HCl(aq)+NaOH(aq)→NaCl(aq)+H2O(l)+calorHCl(aq) + NaOH(aq) \rightarrow NaCl(aq) + H_2O(l) + \text{calor}HCl(aq)+NaOH(aq)→NaCl(aq)+H2​O(l)+calor

3. Condensação do vapor de água
Quando o vapor se transforma em líquido, libera calor.

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Reações endotérmicas conceito, exemplos e representação gráfica

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Reações endotérmicas conceito, exemplos e representação gráfica

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Conceito

Uma reação endotérmica é aquela em que há absorção de energia térmica (calor) do meio externo.
Essa energia é necessária para que a reação ocorra, e geralmente é armazenada nas ligações químicas dos produtos.

A variação de entalpia (ΔH) é positiva:

ΔH>0\Delta H > 0ΔH>0

Ou seja, os produtos possuem mais energia que os reagentes. Você disse:

armazenada.

🧪 Exemplos de Reações Endotérmicas

1. Fotossíntese
As plantas absorvem luz solar (energia) para produzir glicose.

6CO2+6H2O+energia (luz solar)→C6H12O6+6O26CO_2 + 6H_2O + \text{energia (luz solar)} \rightarrow C_6H_{12}O_6 + 6O_26CO2​+6H2​O+energia (luz solar)→C6​H12​O6​+6O2​

2. Decomposição térmica do carbonato de cálcio
Utilizada na produção de cal virgem:

CaCO3(s)→ΔCaO(s)+CO2(g)CaCO_3(s) \xrightarrow{\Delta} CaO(s) + CO_2(g)CaCO3​(s)Δ​CaO(s)+CO2​(g)

3. Fusão do gelo (mudança de estado)
O gelo derrete absorvendo calor:

H2O(s)→H2O(l)H_2O(s) \rightarrow H_2O(l)H2​O(s)→H2​

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Conceito de Entalpia (H)

A entalpia (H) é uma grandeza termodinâmica que representa o conteúdo total de energia de um sistema, sob pressão constante.

Ela não pode ser medida diretamente, mas é útil para calcular a variação de entalpia (ΔH), que indica quanto calor foi absorvido ou liberado durante uma reação química Variação de Entalpia (ΔH)

A variação de entalpia é a diferença entre a entalpia dos produtos e dos reagentes:

ΔH=Hprodutos−Hreagentes\Delta H = H_{\text{produtos}} - H_{\text{reagentes}}ΔH=Hprodutos​−Hreagentes​

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Lei de Hess – Conceito

A Lei de Hess, ou lei da soma das entalpias, afirma que:

"A variação de entalpia total de uma reação química depende apenas dos estados iniciais e finais, e não do caminho ou do número de etapas usadas para chegar até lá."

Em outras palavras:

Se uma reação química pode ser dividida em várias etapas, o ΔH total da reação global é a soma das entalpias das etapas:

ΔHtotal=ΔH1+ΔH2+ΔH3+…\Delta H_{\text{total}} = \Delta H_1 + \Delta H_2 + \Delta H_3 + \dotsΔHtotal​=ΔH1​+ΔH2​+ΔH3​

Aplicando a Lei de Hess:

ΔHtotal=ΔH1+ΔH2=−110+(−283)=−393 kJ\Delta H_{\text{total}} = \Delta H_1 + \Delta H_2 = -110 + (-283) = -393 \text{ kJ}ΔHtotal​=ΔH1​+ΔH2​=−110+(−283)=−393 kJ

Esquema Visual (Estilo Diagrama de Energia)

Energia (kJ) | | C(s) +O2(g) | | | | ΔH = -393 kJ (direto) | V | CO2(g) | | ^ | | ΔH₂ = -283 kJ | CO(g) + ½O₂(g) | ^ | | ΔH₁ = -110 kJ | C(s) + ½O₂(g) | |________________________________________> Caminho da reação

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Combustão (Fogão, Carros, Churrasqueiras)

Quando usamos gás de cozinha (GLP) para cozinhar, ocorre uma reação de combustão exotérmica (libera calor).

O mesmo acontece com combustíveis (gasolina, etanol) nos motores dos carros.

Reação típica:
Propano + O₂ → CO₂ + H₂O + energia (calor)

Bolsas térmicas (quente e fria)

Algumas bolsas térmicas funcionam com reações exotérmicas ou endotérmicas ao serem ativadas:

Exotérmica: Libera calor (esquenta)

Endotérmica: Absorve calor (esfria 3. Fermentação e cozimento

Ao assar um bolo ou pão, ocorre liberação de gás e calor, e isso é resultado de reações químicas com variação de entalpia.

. Dissolução de substâncias

Ao dissolver certos sais em água (como o nitrato de amônio), a temperatura da solução diminui — reação endotérmica.

Outros sais, como o cálcio, aumentam a temperatura — reação exotérmica.

. Pilhas e baterias

O funcionamento de pilhas envolve reações químicas que liberam energia. Em alguns casos, parte dessa energia é convertida em calor (efeito Joule).

. Mistura de água quente e fria

Embora pareça simples, misturar líquidos com diferentes temperaturas envolve o conceito de calor sensível, calculado com base na capacidade térmica dos materiais.

Reações em extintores de incêndio

Alguns extintores utilizam substâncias que absorvem calor (reação endotérmica) para apagar o fogo.

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Relação entre Termoquímica e Sustentabilidade

A sustentabilidade envolve o uso consciente de recursos para garantir que as gerações futuras também possam usufruí-los. A termoquímica ajuda nisso de várias formas:

1. Energia Limpa e Renovável

A termoquímica é usada para avaliar a eficiência de fontes renováveis, como biocombustíveis, energia solar, hidrogênio e biomassa.

Permite comparar a liberação de energia (ΔH) entre combustíveis fósseis e alternativas renováveis.

2. Redução da Poluição

Combustíveis fósseis (como carvão e petróleo) liberam muito CO₂ e calor. A termoquímica permite entender o impacto dessas emissões.

Tecnologias como captura e armazenamento de carbono (CCS) utilizam princípios termoquímicos.

3. Eficiência Energética

A otimização de processos industriais (como em siderúrgicas ou refinarias) depende da análise termoquímica para reduzir desperdícios de calor.

Menos desperdício = menor consumo de combustíveis = menor impacto ambiental.

4. Desenvolvimento de Novos Materiais

A termoquímica ajuda a desenvolver materiais com menor impacto ambiental na sua produção (ex: cimento de baixo carbono).

Exemplos de Aplicação

Produção de etanol (combustível renovável) a partir da cana-de-açúcar: estudo do ΔH da combustão.

Células a combustível: transformam hidrogênio em eletricidade e água com alta eficiência energética.

Painéis solares térmicos: utilizam a energia térmica diretamente, reduzindo a dependência de fontes poluentes.

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https://www.nucleodoconhecimento.com.br/quimica/termoquimica-e-energia