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Aplicação da termodinâmica

Por: Domiciano Correa Marques da Silva Aplicação da termodinâmica nas reações químicas

Aplicação da termodinâmica nas reações químicas

Sabemos que a termodinâmica é a parte da física que estuda as leis que descrevem a troca de calor e o trabalho realizado em um processo físico qualquer. A termodinâmica tem muitas aplicações, conseguindo descrever situações complicadas, usando uma quantidade pequena de variáveis (temperatura, volume, pressão e número de mols). Um dos exemplos básicos que podemos citar de aplicação da termodinâmica diz respeito às reações químicas.

Reações químicas

Em química vimos que em qualquer reação química há a quebra e a formação de ligações químicas das moléculas dos reagentes, a fim de formar as novas moléculas dos produtos. A termoquímica se preocupa em calcular as energias trocadas pelos reagentes e produtos de uma reação. Assim, as reações químicas podem ser analisadas em função do calor gerado ou absorvido durante o processo.

Algumas reações químicas, chamadas endotérmicas, absorvem energia; já outras, chamadas exotérmicas, liberam energia. Um exemplo de reação exotérmica é a reação de combustão do metano a 1 atm e 25 ºC: CH4 + 2 O2 -------- CO2 + 2 H2O + (- 891 kJ/mol), que libera 891 kJ de calor por mol de CH4 queimado.

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O balanço energético dessa reação nos diz que 891 kJ são liberados pela queima de 1 mol do metano. O sinal negativo indica que a reação é exotérmica, com o sistema liberando energia. Parte dessa energia pode aumentar a temperatura dos produtos. A energia liberada estava armazenada nas ligações químicas das moléculas de CH4 e de O2.

Além do metano, outros hidrocarbonetos (gás de cozinha, gasolina) são usados como combustíveis: ao queimar, liberam energia que pode ser usada para realizar trabalho ou transferir calor. Um exemplo básico de reação endotérmica é a fotossíntese. Energia externa, proveniente do Sol, é usada para realizar a reação. Parte dessa energia fica armazenada nas moléculas para uso posterior.