Reação endotérmica

Derretimento de estalactita de gelo, um exemplo de reação endotérmica. Pixabay

O que são reações endotérmicas?

A reação endotérmica É aquele que ocorrer deve absorver energia, na forma de calor ou radiação, seus arredores. Geralmente, embora nem sempre, eles podem ser reconhecidos por uma diminuição da temperatura no ambiente; ou pelo contrário, eles precisam de uma fonte de calor, como a obtida por uma chama ardente.

A absorção de energia ou calor é o que todas as reações endotérmicas têm em comum; sua natureza, assim como as transformações envolvidas, são muito diversas. Quanto calor deve absorver? A resposta depende de sua termodinâmica: a temperatura na qual a reação ocorre espontaneamente.

Por exemplo, uma das reações endotérmicas mais emblemáticas é a mudança de gelo para água líquida. O gelo precisa absorver o calor até que sua temperatura atinja aproximadamente 0º; Nessa temperatura, sua fusão se torna espontânea e o gelo absorverá até que tenha sido completamente.

Em espaços quentes, como nas margens de uma praia, as temperaturas são mais altas e, portanto, o gelo absorve o calor para mais rápido; isto é, ele derrete a uma velocidade mais alta. O derretimento das geleiras é um exemplo de uma reação endotérmica indesejável.

Características de uma reação endotérmica

- A principal característica de uma reação ou processo endotérmico é que os produtos são mais energia do que os reagentes.

- A diferença de energia entre eles, ΔH, é sempre positiva (h_produtos-H_Reagente > 0). Sendo verdadeiro, deve haver uma absorção de calor ou energia do ambiente para fornecer essa necessidade de energia.

- Quando os links formados não fornecem estabilidade comparável à quantidade de energia necessária para quebrar as ligações antigas, é antes de uma reação endotérmica. É por isso que é necessária energia adicional para promover a quebra dos links mais estáveis ​​dos reagentes.

- Embora não se aplique a todas as reações endotérmicas, vários deles causam uma diminuição na temperatura circundante. Isso ocorre porque em algum lugar o calor absorvido vem. Consequentemente, se a conversão de A e B fosse realizada dentro de um recipiente, ele esfriaria.

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- Quanto mais endotérmica a reação é, mais frio o recipiente e seu ambiente se tornarão. De fato, algumas reações são capazes de formar uma tampa fina de gelo, como se tivessem deixado uma geladeira.

Equações

Quais são as equações relevantes em uma reação endotérmica? O ΔH deve ser positivo. Para calculá -lo, a seguinte equação química é considerada primeiro:

aa + bb => cc + dd

Onde A e B são substâncias reagentes, e C e D são os produtos. Cartas da cidade (A, B, C e D) são coeficientes estequiométricos. Para calcular o ΔH desta reação genérica, a seguinte expressão matemática é aplicada:

ΔH_Produtos- ΔH_Reagentes = ΔH_Rxn

Você pode prosseguir diretamente ou fazer os cálculos separadamente. Para ΔH_Produtos A soma a seguir deve ser calculada:

C ΔH_FC + D ΔH_FD

Onde Δh_F É a entalpia de treinamento de cada substância envolvida na reação. Por convenção, as substâncias em suas formas mais estáveis ​​têm ΔH_F= 0. Por exemplo, as moléculas de O₂ e h₂, ou um metal sólido, eles têm ΔH_F= 0.

O mesmo cálculo agora é feito para os reagentes, ΔH_Reagentes:

A ΔH_FA + B ΔH_FB

Mas como a equação diz que ΔH_Reagentes Deve ser subtraído de ΔH_Produtos, Então a soma anterior deve ser multiplicada por -1. Então você tem:

C ΔH_FC + D ΔH_FD - (A ΔH_FA + B ΔH_FB)

Se o resultado desse cálculo for um número positivo, é uma reação endotérmica. E se der negativo, é uma reação exotérmica.

Exemplos de reações endotérmicas comuns

Evaporação de gelo seco

Gelo seco. Fonte: Nevit [CC BY-SA 3.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/3.0)], da Wikimedia Commons

Este gelo seco nada mais é do que dióxido de carbono sólido, que absorvendo a temperatura e antes da pressão externa começar a sublimar.

Assado de pão ou comida de cozinha

Pão cozido. Fonte: Pixabay

Pão à milanesa é um exemplo de reação química, pois agora existem mudanças químicas por causa do calor.

A massa e todos os seus ingredientes precisam do calor do forno para realizar todas as transformações, indispensáveis ​​para se tornar pão e exibir suas características típicas.

Banhos de sol

Tartarugas recebendo um banho de sol. Fonte: Pixabay

Por mais simples e comum que possam parecer, os banhos de sol que certos répteis são tomados, como tartarugas e crocodilos, entram na categoria de reações endotrmic. As tartarugas absorvem o calor do sol para regular a temperatura de seu organismo.

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Eletrólise aquática

A eletrólise faz uso de energia elétrica para separar uma molécula em seus elementos ou moléculas de formação. Por exemplo, na eletrólise da água, dois gases são gerados: hidrogênio e oxigênio, cada um em diferentes eletrodos:

2h₂O => 2h₂ + QUALQUER₂

Além disso, o cloreto de sódio pode sofrer essa mesma reação:

2NACL => 2NA +CL₂

Em um eletrodo, a formação de sódio metálico será vista e, no outro, bolhas verdes de cloro.

Fotossíntese

Plantas e árvores precisam absorver a luz solar como suprimento de energia para sintetizar seus biomateriais. Para isso, ele usa o CO₂ e água, que através de uma longa série de degraus, se torna glicose e outros açúcares. Além disso, o oxigênio é formado, que é liberado das folhas.

Soluções de alguns sais

Se o cloreto de sódio se dissolver na água, nenhuma mudança apreciável na temperatura externa do vidro ou recipiente será notada.

Alguns sais, como cloreto de cálcio, cacl₂, A temperatura da água aumenta como um produto da grande hidratação de íons Ca²⁺. E outros sais, como nitrato de amônio ou cloreto, NH₄NÃO₃ e NH₄Cl, diminua a temperatura da água e esfrie o ambiente.

Decomposições térmicas

Uma das quebras térmicas mais comuns é a do bicarbonato de sódio, Nahco₃, Para produzir CO₂ e água quando aquecido. Muitos sólidos, incluindo carbonatos, geralmente quebram para liberar co₂ e o óxido correspondente. Por exemplo, a decomposição do carbonato de cálcio é a seguinte:

Ladrão₃ + Q => Cao + CO₂

O mesmo vale para magnésio, estrôncio e carbonatos de bário.

Cloreto de amônio na água

Quando uma pequena quantidade de cloreto de amônio (NH4Cl) é dissolvida em água em um tubo de ensaio, o tubo fica mais frio do que antes. Durante esta reação química, o calor é absorvido pelo meio ambiente.

TriSulfato de sódio

Quando os cristais de tiossulfato de sódio (NA₂S₂QUALQUER₃.5h₂O), comumente chamado hypo, dissolve -se na água, ocorre um efeito de resfriamento.

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Motores de carros

A queima de gasolina ou diesel nos motores de carros, caminhões, tratores ou ônibus produz energia mecânica, que é usada na circulação desses veículos.

Líquidos ferventes

Ao colocar um líquido no calor, isso ganha energia e passa para um estado gasoso.

Cozinhe um ovo

Quando aplicar calor, as proteínas do ovo são desnaturadas, formando a estrutura sólida que geralmente é ingerida.

Comida cozinhando

Em geral, sempre ao cozinhar com calor para mudar as propriedades dos alimentos, as reações endotérmicas estão ocorrendo.

Essas reações são o que fazem com que os alimentos se tornem mais macios, geram massas maleáveis, liberam os componentes que eles contêm, entre outras coisas.

Aquecimento de alimentos no microondas

Devido à radiação de microondas, as moléculas de água em alimentos absorvem energia, começam a vibrar e aumentar a temperatura dos alimentos.

Moldagem por vidro

A absorção de calor por vidro torna seus sindicatos mais flexíveis, facilitando a mudança.

Consumo de vela

A cera das velas derrete absorvendo o calor da chama, mudando sua forma.

Limpeza de água quente

Usando água quente para limpar objetos que foram manchados com gordura, como panelas ou roupas, a gordura se torna mais líquida e é mais fácil de remover.

Esterilização térmica de alimentos e outros objetos

Ao aquecer objetos ou alimentos, os microorganismos que eles contêm também aumentam sua temperatura.

Em muito tempo é fornecido, ocorrem reações nas células microbianas. Muitas dessas reações, como quebras de link ou desnaturação de proteínas, acabam matando microorganismos.

Combate de infecções por febre

Quando uma febre se manifesta, é porque o corpo produz o calor necessário para matar as bactérias e vírus que causam infecções e geram doenças.

Se o calor gerado for muito e a febre alta, as células do corpo também são afetadas e estão correndo o risco de morte.

Evaporação da água

Quando a água evapora e se transforma em vapor, é por causa do calor que recebe do meio ambiente. À medida que a energia térmica é recebida por cada molécula de água, sua energia de vibração aumenta até o ponto em que você pode se mover livremente, criando vapor.

Referências

1. Exemplo de reação endotérmica. Recuperado de: pensamento.com
2. Endotérmico vs. Reações exotérmicas. Recuperado de: Khanacademy.org