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Química

Reação Exotérmica e Endotérmica

Sara Nahra
Publicado por Sara Nahra
Última atualização: 3/1/2019

Introdução

As reações exotérmicas e endotérmicas estão relacionadas com a variação de entalpia (ΔH) de um processo químico. Essa variação corresponde à quantidade de energia liberada ou absorvida durante o processo, e é medida por meio de calorímetros.

Podemos calcular a variação da entalpia por meio da expressão abaixo, em que vemos a diferença entre a entalpia dos produtos (ou entalpia final) e a entalpia dos reagentes (ou entalpia inicial):

ΔH = Hfinal – Hinicial ou ΔH = Hprodutos - Hreagentes

Reações Exotérmicas

Podemos afirmar que as reações exotérmicas ocorrem com liberação de energia (calor) e, por isso, ΔH é menor que zero (entalpia dos produtos é menor que a entalpia dos reagentes). De forma genérica, temos:

A → B + calor

Hreagentes > Hprodutos

ΔH = Hprodutos - Hreagentes

ΔH < 0

As reações exotérmicas podem ser representadas como mostrado abaixo:

A → B   ΔH < 0

Graficamente, podemos representá-las da seguinte forma:

Alguns exemplos de reações exotérmicas são:

Síntese da amônia (NH3): N2 (g) + 3 H2 (g) → 2 NH3 (g)       ΔH = -92,2 kJ

                                                ou  N2 (g) + 3 H2 (g) → 2 NH3 (g) + 92,2 kJ

Reações de combustão são sempre exotérmicas, como por exemplo:

C2H6O (l) + 3 O2 (g) → 2 CO2 (g) + 3 H2O (l)       ΔH = -1368 kJ/mol

Reações físicas como liquefação e solidificação também são exemplos de reações exotérmicas.

Reações Endotérmicas

As reações endotérmicas, por sua vez, ocorrem com absorção de energia (calor) e, por isso, ΔH é maior que zero (entalpia dos produtos é maior que a entalpia dos reagentes). De forma genérica, temos:

A + calor → B

Hreagentes < Hprodutos

ΔH = Hprodutos - Hreagentes

ΔH > 0

As reações endotérmicas podem ser representadas por:

A → B   ΔH > 0

Graficamente, podemos representá-las da seguinte forma:

Alguns exemplos de reações endotérmicas são:

  • Decomposição da amônia (NH3): 

2 NH3 (g) → N2 (g) + 3 H2 (g)           ΔH = -92,2 kJ ou 2 NH3 (g) + 92,2 kJ → N2 (g) + 3 H2 (g)

  • Reações físicas como fusão, vaporização e sublimação também são exemplos de reações exotérmicas.

Efeito da Temperatura

A temperatura afeta de modos diferentes as reações exotérmicas e endotérmicas. Quando fornecemos temperatura a um sistema em equilíbrio, por exemplo, estaremos favorecendo a ocorrência da reação que absorve calor, isto é, a reação endotérmica. Por outro lado, se diminuirmos a temperatura do sistema, estaremos favorecendo a reação que libera calor, ou seja, a reação exotérmica.

Exemplo:

N2 (g) + 3 H2 (g) ↔ 2 NH3 (g)      ΔH < 0

Como a reação acima é exotérmica (ΔH < 0), a diminuição da temperatura favorece a formação dos produtos, deslocando o equilíbrio para o sentido dos produtos (para a direita).

Já, se aumentarmos a temperatura, o equilíbrio será deslocado para o sentido dos reagentes (para a esquerda), que consiste em um processo endotérmico.

Energia de Ligação

Todas as reações químicas envolvem quebra e formação de novas ligações para transformar os reagentes em produtos. Sabendo a energia envolvida nesse processo, podemos calcular a variação de entalpia dessas reações

Para quebrar uma ligação, é preciso fornecer energia aos reagentes, o que consiste em um processo endotérmico (ΔH > 0). Conforme as ligações vão se formando para gerar os produtos, a energia é liberada, caracterizando um processo exotérmico (ΔH < 0).

A energia absorvida para quebrar uma ligação é numericamente igual a energia liberada na sua formação. A energia de ligação é definida, no entanto, como sendo a energia absorvida na quebra de 1 mol de ligações, no estado gasoso, a 25°C e 1 atm.

Exemplos:

1 H – H (g) → H (g) + H (g)         ΔH = +436 kJ

1 Cl – Cl (g) → Cl (g) + Cl (g)      ΔH = +242,6 kJ


Exercícios

Exercício 1
(ENEM/2010)

Em nosso cotidiano, utilizamos as palavras “calor” e “temperatura” de forma diferente de como elas são usadas no meio científico. Na linguagem corrente, calor é identificado como “algo quente” e temperatura mede a “quantidade de calor de um corpo”. Esses significados, no entanto, não conseguem explicar diversas situações que podem ser verificadas na prática.

Do ponto de vista científico, que situação prática mostra a limitação dos conceitos corriqueiros de calor e temperatura?

Ilustração: Rapaz corpulento de camiseta, short e tênis acenando

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