Processo endotérmico
Um processo endotérmico é um processo químico ou físico que absorve calor de seus arredores.[1] Em termos de termodinâmica e termoquímica, é um processo termodinâmico com um aumento na entalpia H (ou energia interna U) do sistema.[2] Em um processo endotérmico, o calor que um sistema absorve é a transferência de energia térmica para o sistema. Assim, uma reação endotérmica geralmente leva a um aumento da temperatura do sistema e a uma diminuição da temperatura do ambiente.[1]
O termo foi cunhado pelo químico francês do século XIX Marcellin Berthelot.[3] O termo endotérmico vem do grego ἔνδον (endon) que significa "dentro" e θερμ- (therm) que significa "quente" ou "morno".[4]
Um processo endotérmico pode ser um processo químico, como a dissolução de nitrato de amônio (NH
4NO
3) em água (H
2O), ou um processo físico, como o derretimento de cubos de gelo.[5]
O oposto de um processo endotérmico é um processo exotérmico, que libera ou "cede" energia, geralmente na forma de calor e, às vezes, como energia elétrica.[1] Assim, endo em endotérmico refere-se à entrada de energia ou calor, e exo em exotérmico refere-se à saída de energia ou calor. Em cada termo (endotérmico e exotérmico), o prefixo se refere ao destino do calor (ou energia elétrica) durante o processo.[6]
Na química
Devido à quebra e à formação de ligações durante vários processos (mudanças de estado, reações químicas), geralmente há uma mudança na energia. Se a energia das ligações que se formam for maior do que a energia das ligações que se quebram, a energia é liberada. Isso é conhecido como uma reação exotérmica. Entretanto, se for necessária mais energia para quebrar as ligações do que a energia que está sendo liberada, a energia é consumida. Portanto, trata-se de uma reação endotérmica.[7]
Detalhes
A possibilidade de um processo ocorrer espontaneamente depende não apenas da variação de entalpia, mas também da variação de entropia (∆S) e temperatura absoluta T. Se um processo for espontâneo em uma determinada temperatura, os produtos terão uma energia livre de Gibbs menor G = H – TS do que os reagentes (um processo exergônico),[2] mesmo que a entalpia dos produtos seja maior. Assim, um processo endotérmico geralmente requer um aumento de entropia favorável (∆S > 0) no sistema que supera o aumento desfavorável da entalpia, de modo que permaneça ∆G < 0. Embora as transições de fase endotérmicas para estados mais desordenados de maior entropia, por exemplo, fusão e vaporização, sejam comuns, os processos químicos espontâneos em temperaturas moderadas raramente são endotérmicos.[8] O aumento da entalpia ∆H ≫ 0 em um processo hipotético fortemente endotérmico geralmente resulta em ∆G = ∆H – T∆S > 0, o que significa que o processo não ocorrerá (a menos que seja impulsionado por energia elétrica ou de fótons). Um exemplo de um processo endotérmico e exergônico é
- .
Exemplos
- Evaporação
- Sublimação
- Craqueamento de alcanos
- Decomposição térmica
- Hidrólise
- Nucleossíntese de elementos mais pesados que o níquel em núcleos estelares[9]
- Nêutrons de alta energia podem produzir trítio a partir do lítio-7 em um processo endotérmico, consumindo 2,466 MeV. Isso foi descoberto quando o teste nuclear Castle Bravo, em 1954, produziu um rendimento inesperadamente alto[10]
- Fusão nuclear de elementos mais pesados que o ferro em supernovas[11]
- Dissolução conjunta de hidróxido de bário e cloreto de amônio
- Dissolução conjunta de ácido cítrico e bicarbonato de sódio[12]
Distinção entre endotérmico e endotermia
Os termos "endotérmico" e "endotermia" são ambos derivados do grego ἔνδον endon "dentro" e θέρμη thermē "calor", mas dependendo do contexto, eles podem ter significados muito diferentes.
Na física, a termodinâmica se aplica a processos que envolvem um sistema e seus arredores, e o termo "endotérmico" é usado para descrever uma reação em que a energia é levada "para dentro" pelo sistema (em comparação com uma reação "exotérmica", que libera energia "para fora").[13][14]
Na biologia, a termorregulação é a capacidade de um organismo de manter sua temperatura corporal, e o termo "endotérmico" (endotermia) refere-se a um organismo que pode fazer isso "internamente", usando o calor liberado por suas funções corporais internas (em comparação com um "ectotérmico", que depende de fontes externas de calor ambiental) para manter uma temperatura adequada.[15]
Referências
- ↑ a b c «17.3: Exothermic and Endothermic Processes». Chemistry LibreTexts (em inglês). 27 de junho de 2016. Consultado em 26 de junho de 2024
- ↑ a b Oxtoby, D. W; Gillis, H.P., Butler, L. J. (2015). Principle of Modern Chemistry (em inglês) Brooks Cole. p. 617. ISBN 978-1305079113
- ↑ Sutton, Mike (1 de março de 2007). «Chemistry for the common good». Chemistry World (em inglês). Consultado em 26 de junho de 2024
- ↑ «endothermic | Etymology of endothermic by etymonline». www.etymonline.com (em inglês). Consultado em 28 de junho de 2024
- ↑ Lu, Jue Xi; Tupper, Connor; Gutierrez, Alejandra V.; Murray, John (2024), «Biochemistry, Dissolution and Solubility», Treasure Island (FL): StatPearls Publishing, StatPearls (em inglês), PMID 28613752, consultado em 28 de junho de 2024
- ↑ «Endothermic & Exothermic Reactions» (PDF). Ashrae (em inglês). Consultado em 28 de junho de 2024
- ↑ «Exothermic & Endothermic Reactions». Energy Foundations for High School Chemistry (em inglês). American Chemical Society. Consultado em 11 de abril de 2021
- ↑ «Examples of Spontaneous Endothermic Reactions - Chemistry Examples». www.chemicool.com. Consultado em 28 de junho de 2024
- ↑ «Galactic nucleosynthesis: the onset of element production in our galaxy». Research Features (em inglês). 15 de maio de 2017. Consultado em 28 de junho de 2024
- ↑ Austin, Patrick (janeiro de 1996). «Tritium: The environmental, health, budgetary, and strategic effects of the Department of Energy's decision to produce tritium» (em inglês). Institute for Energy and Environmental Research. Consultado em 15 de setembro de 2010
- ↑ Qian, Y.-Z.; Vogel, P.; Wasserburg, G. J. (1998). "Diverse Supernova Sources for the r-Process" (em inglês) Astrophysical Journal 494 (1): 285–296. Arxiv. Bibcode: 1998ApJ...494..285Q. doi:10.1086/305198.
- ↑ «Messing with Mass». PBS (em inglês). WGBH. 2005. Consultado em 28 de maio de 2020
- ↑ «5.2: The First Law of Thermodynamics». Chemistry LibreTexts (em inglês). 18 de novembro de 2014. Consultado em 28 de junho de 2024
- ↑ «Meaning of endothermic in English». Cambridge Dictionary (em inglês). Cambridge University Press
- ↑ «Endotherm | Homeothermy, Thermoregulation, Metabolism | Britannica». www.britannica.com (em inglês). Consultado em 28 de junho de 2024
Ligações externas
- Exotérmico e endotérmico – Hiperglossário de MSDS na Interactive Learning Paradigms, Incorporated (em inglês)
Portal da química