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Termoquímica

Por que algumas reações esquentam e outras esfriam — a energia que entra e sai quando as ligações se quebram e se formam.

Toda reação envolve energia

Calor que entra ou sai

Quando uma reação acontece, ligações se quebram (isso gasta energia) e novas se formam (isso libera energia). O saldo entre essas duas coisas decide se a reação, no total, libera ou absorve calor.

A termoquímicaé justamente o estudo dessas trocas de calor. A grandeza que usamos para medir o "conteúdo de energia" de uma substância é a entalpia (H).

quebrar ligações gasta · formar ligações libera

Não medimos a entalpia absoluta, mas conseguimos medir a variação: quanto de calor entrou ou saiu. É o ΔH.

Sentindo a energia

🔥 Queima de gás/lenha — esquenta (libera calor).

🧊 Bolsa de gelo instantâneo — esfria (absorve calor).

💪 Respiração celular — libera a energia dos alimentos.

🌱 Fotossíntese — absorve energia do Sol.

A variação de entalpia (ΔH)

Produtos menos reagentes

O ΔH é a diferença de entalpia entre o fim e o começo da reação — a energia dos produtos menos a dos reagentes:

ΔH = H(produtos) − H(reagentes)

O sinalconta a história toda: se os produtos têm menos energia que os reagentes, o "excesso" saiu como calor — ΔH negativo. Se têm mais, a reação teve que absorver energia — ΔH positivo.

ΔH < 0

libera calor

ΔH > 0

absorve calor

Unidades e convenção

O ΔH costuma vir em kJ/mol (quilojoules por mol) ou kcal/mol.

Combustão do metano: ΔH = −890 kJ/mol — muito calor liberado (por isso é combustível).

Decomposição da água: ΔH = +286 kJ/mol — precisa de energia para acontecer.

Exotérmica × endotérmica

Os dois tipos de reação

🔥

Exotérmica

Libera calor para o ambiente (ele esquenta). Os produtos têm menos energia que os reagentes → ΔH < 0.

Exemplos: combustões, explosões, respiração, ferrugem, misturar cal com água.

🧊

Endotérmica

Absorve calor do ambiente (ele esfria). Os produtos têm mais energia que os reagentes → ΔH > 0.

Exemplos: fotossíntese, cozinhar, derreter gelo, bolsa de gelo instantâneo.

Simulador: diagrama de energia

Mova os níveis e veja o ΔH e o tipo de reação

Energia dos reagentes: 60

Energia dos produtos: 20

Energia de ativação: 30

Variação de entalpia (ΔH)

-40 kJ/mol

Tipo de reação

Exotérmica

libera energia

Energia de ativação (Eₐ)

30 kJ/mol

ΔH = H(produtos) − H(reagentes). Se os produtos têm menos energia, ΔH é negativo e a reação libera calor (exotérmica). Se têm mais, ΔH é positivo e a reação absorve calor (endotérmica). A Eₐé o "empurrão" inicial — a barreira que sempre precisa ser vencida.

O que observar

Deixe os produtos abaixo dos reagentes: a curva desce, ΔH fica negativo e a reação é exotérmica.

Suba os produtos acima dos reagentes: ΔH vira positivo — endotérmica.

Mude a energia de ativação: a "montanha" cresce ou encolhe, mas o ΔH não muda — ele só depende do início e do fim.

A energia de ativação

A barreira que toda reação precisa vencer

Mesmo uma reação que libera muita energia precisa de um empurrão inicialpara começar. Essa "montanha" que os reagentes têm que escalar antes de virar produto é a energia de ativação (Eₐ).

É por isso que a gasolina não pega fogo sozinha: ela libera muito calor ao queimar (exotérmica), mas precisa de uma faísca para vencer a barreira e iniciar.

Ponto-chave: a Eₐ afeta a velocidade da reação, mas não muda o ΔH — este depende só dos níveis inicial e final.

Duas coisas diferentes

ΔH— quanto de calor a reação libera ou absorve no total (o "destino").

Eₐ— o tamanho da barreira inicial (o "esforço para começar").

Um catalisador abaixa a Eₐ (acelera a reação) sem alterar o ΔH.