EP-101-TERMOQUÍMICA SEM MISTÉRIO - PARTE 1: CALOR, REAÇÕES E ENERGIA EM MOVIMENTO

Gente, sério, esse episódio tá pegando fogo! Vamos falar de termoquímica — aquela parte da química que explica por o álcool na pele dá a sensação de frio ou como uma bolsa térmica sabe quando aquecer ou esfriar. Então prepara tua curiosidade, porque hoje vamos mergulhar nas reações que liberam ou absorvem calor, suas aplicações no dia a dia e até em experimentos que dá pra fazer com segurança em casa ou no laboratório. Para facilitar o entendimento e também para o episódio não ficar muito extenso, dividimos esse conteúdo em duas partes. Pra começar do começo: termoquímica é o estudo das trocas de energia - especialmente- calor- durante reações químicas. Mas calma! Nada de fórmulas assustadoras por enquanto. Pensa assim: acender uma vela, cozinhar, ferver a água do chá... tudo isso é termoquímica!

Ou até dissolver sal em água! Eu fiz esse experimento em sala- com um sal, a água ficou fria; com outro, esquentou! Fiquei chocada!

Isso acontece porque algumas reações absorvem calor-chamadas de endotérmicas - e outras liberam calor- as exotérmicas. E é aí que entram dois conceitos essenciais:  sistema e vizinhança.

Imagina o sistema como o palco da reação: tudo que acontece ali  interessa. A vizinhança é o que está ao redor. Os dois trocam energia o tempo todo- tipo bilhetinhos energéticos passando na aula.

Bilhetinhos de calor? Amei essa analogia!

Os sistemas se classificam assim:

• Aberto: troca matéria e energia com o ambiente (ex: panela sem tampa).
• Fechado: troca apenas energia, não matéria (ex: garrafa fechada).
• Isolado: não troca nem matéria nem energia, Tipo uma garrafa térmica bem vedada.

 Então, uma fogueira ao ar livre, é um sistema aberto? Exato! Libera fumaça (matéria) e calor(energia). Super aberto

Agora, vamos um passo além. Como a energia viaja?

A energia se move basicamente de dois jeitos:

• Calor (q) – quando há diferença de temperatura.
• Trabalho (w) – quando o sistema realiza movimento- como um gás expandindo e empurrando um êmbolo.
• Tudo se resume na equação:  ΔE = q + w

 Então se eu tô fervendo água, o calor vindo do fogão aumenta a energia do sistema?

"Exatamente! E se a panela tiver tampa, vira um sistema fechado: o calor entra, mas o vapor não escapa."

Hora de esquentar — ou melhor, explicar — as reações exotérmicas, que liberam calor. Pensem numa fogueira, vela acesa, queima de combustível...

Ah, por isso a gente sente o calor quando queima álcool! Já as endotérmicas puxam o calor do ambiente. Tipo quando dissolvemos nitrato de potássio (KNO₃) - e a água fica mais fria!

Agora entra uma personagem chave: entalpia(H). Ela representa, a quantidade de energia de um sistema sob pressão constante. Como não medimos H diretamente, usamos a variação dela, o ΔH(variação de Entalpia):

                                                  ΔH= H(produtos) – H(reagentes)

E aí temos:

• Se ΔH < 0(negativo)® Reação Exotérmica ® libera calor.

             Ex: combustão da madeira, neutralização ácido-base, respiração celular.

• Se ΔH > 0 (positivo) ® Reação Endotérmica® absorve calor.

              Ex: fotossíntese, dissolução do KNO₃, reação de decomposição térmica.

Então a equação  ΔH = Hprodutos – Hreagentes,  mostra se a reação esquenta ou esfria?

Exatamente! E isso aparece nas equações termoquímicas.

• Queima do metano:

CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2 H₂O, ΔH= −890 kJ/mol(25º C, 1 atm)

• A reação libera 890 kJ por mol de metano queimado.
• ΔH é expresso em kJ/mol.

Algumas regras importantes numa equação termoquímica:

• Equações devem estar balanceadas.
• A ΔH(variação de entalpia) depende das proporções molares.
• Se a equação for invertida, o sinal de ΔH se inverte
• o ΔH depende do estado físico das substâncias, da forma alotrópica e da temperatura.

Agora,onde a gente vê isso fora do laboratório?"

"Em todo lugar: fogão, motor, digestão, bolsas térmicas, aquecedores… Até a produção de energia limpa – como o etanol. O ΔH(a variação de entalpia) ajuda a calcular eficiência energética!"

Curiosidade cientifica:

• A fotossíntese é uma reação endotérmica. As plantas absorvem luz do sol para transformar gás carbônico em glicose- o sol é o combustível invisível da vida.
• E o seu corpo é uma verdadeira “máquina termoquímica! A digestão envolve reações químicas que liberam energia- usada para tudo: movimentar músculos, manter a temperatura corporal, ... A Termoquímica está com você o tempo todo, mesmo que invisível.

E aí, curtiu esse mergulho nas energias invisíveis das reações? A química tá em todo lugar, e a termoquímica é o termômetro dessas transformações.

Dúvidas, comentários ou sugestões? Fala com a gente no Insta: @papodequimica_   ou por e-mail: podcast@papodequímica.com

Agora dá pra olhar pra uma vela acesa, uma panela no fogo ou até uma bolsa térmica com outros olhos, né? Até o próximo episódio!

"Se curtiu, compartilha! Manda pra quem tá estudando pro Enem, pro vestibular ou ama ciência como a gente!"

Química é vida, energia e... calor também!

Até o próximo episódio!