Reação Exotérmica: Processo, Tipos e Exemplos
A reação exotérmica é um tipo de reação química na qual ocorre uma transferência de energia, principalmente na forma de liberação de calor ou luz. O nome vem do prefixo grego exo, que significa "para o exterior"; e o termo "térmico", que se refere ao calor ou temperatura.
Nesse sentido, as reações exotérmicas podem transferir outros tipos de energia para o ambiente em que são geradas, como as explosões e o modo de transferir energia cinética e sonora quando substâncias que estão na fase gasosa em altas temperaturas são expandidas. maneira violenta.
Da mesma forma, no caso do uso de baterias, uma reação exotérmica também é realizada, somente neste caso a energia elétrica é transportada.
Processo
Anteriormente, foi mencionado que quando ocorre uma reação exotérmica ocorre uma liberação de energia, que pode ser visualizada mais facilmente na seguinte equação:
Reagentes (s) → Produto (s) + Energia
Então, para quantificar a energia absorvida ou liberada por um sistema, um parâmetro termodinâmico chamado entalpia (denotado por "H") é usado. Se em um sistema (neste caso, uma reação química) houver liberação de energia em direção ao entorno, então a variação da entalpia (expressa como ΔH) terá um valor negativo.
Caso contrário, se a variação dessa medida for positiva, ela reflete a absorção de calor do ambiente. Além disso, a magnitude da variação de entalpia do sistema é uma expressão da quantidade de energia que é transferida para ou do ambiente.
Quanto maior a magnitude de ΔH, maior será a liberação de energia do sistema para o meio circundante.
Isso ocorre porque nessas reações a energia líquida liberada quando novos links são criados é maior do que a energia líquida usada na fragmentação dos links.
Do exposto, pode-se inferir que esse tipo de reação é muito comum, pois os produtos da reação possuem uma quantidade de energia armazenada nas ligações maior do que a contida nos reagentes inicialmente.
Tipos
Existem diferentes tipos de reações exotérmicas nos vários campos da química, seja no laboratório ou na indústria; alguns são realizados espontaneamente e outros precisam de condições específicas ou algum tipo de substância, como um catalisador a ser produzido.
Os seguintes são os tipos mais importantes de reações exotérmicas:
Reações de combustão
As reações de combustão são aquelas do tipo redox que ocorrem quando uma ou mais substâncias reagem com o oxigênio, geralmente para resultar na liberação de luz e energia térmica - isto é, luz e calor - quando uma chama é produzida.
Reações de neutralização
As reações de neutralização são caracterizadas pela interação entre uma espécie ácida e uma substância alcalina (base) para formar um sal e água, que manifestam uma natureza exotérmica.
Reações de oxidação
Existem muitas reações desse tipo que mostram comportamento exotérmico, pois a oxidação do oxigênio provoca a liberação de uma grande quantidade de energia, como na oxidação de hidrocarbonetos.
Reação do cupim
Esta reação pode produzir uma temperatura de cerca de 3000 ° C, e devido à alta afinidade do pó de alumínio com um grande número de óxidos metálicos, é usado na soldagem de aço e ferro.
Reação de polimerização
Este tipo de reação é aquela que se origina quando um certo número de espécies químicas chamadas monômeros reage, que são unidades que quando combinadas são repetidas em cadeias para formar estruturas macromoleculares chamadas polímeros.
Reação de fissão nuclear
Este processo refere-se à divisão do núcleo de um átomo considerado pesado - isto é, com um número de massa (A) maior que 200 - para produzir fragmentos ou núcleos de menor tamanho com uma massa intermediária.
Nesta reação, onde um ou mais nêutrons são formados, uma grande quantidade de energia é liberada porque o núcleo com um peso maior tem uma estabilidade menor que seus produtos.
Outras reações
Há também outras reações exotérmicas de grande relevância, como a desidratação de alguns carboidratos ao reagir com ácido sulfúrico, a absorção de água apresentada pelo hidróxido de sódio exposto ao ar livre ou a oxidação de espécies metálicas em muitas reações de corrosão.
Exemplos
A seguir estão alguns exemplos de reações exotérmicas, que produzem uma variação de entalpia que tem um valor negativo devido ao fato de que eles liberam energia, como mencionado acima.
Por exemplo, a combustão do propano é uma reação exotérmica espontânea:
C 3 H 8 (g) + 5O 2 (g) → 3CO 2 (g) + 4H 2 O (l)
Outro caso de comportamento exotérmico é mostrado pela reação de neutralização entre carbonato de sódio e ácido clorídrico:
NaHCO3 (aq) + HCl (aq) → NaCl (aq) + H2O (l) + CO2 (g)
A oxidação do etanol ao ácido acético usado nos bafômetros também é apresentada, cuja reação completa é mostrada na seguinte equação:
3CH3CH2OH + 2K2Cr2O7 + 8H2SO4 - CH3COOH + 2Cr (SO4) 3 + 2K2SO4 + 11H2O
Outra classe de reação exotérmica é a chamada reação termite, na qual o alumínio é combinado com um óxido de metal, como exemplificado abaixo:
2Al (s) + Fe2O3 (s) → Al2O3 (s) + Fe (l)
Além dos exemplos explicados acima, há uma grande variedade de reações que também são consideradas exotérmicas, como a decomposição de certas substâncias residuais orgânicas para compostagem.
Ele também destaca a oxidação do pigmento luciferina pela ação da enzima luciferase para produzir a característica de bioluminescência dos vaga-lumes, e até respirar, entre muitas outras reações.
