O que são reações exotérmicas?

As mudanças de fase na matéria são divididas em duas categorias básicas: endotérmica e exotérmica. Exotérmico significa "calor externo" em grego, em oposição ao "calor interno" endotérmico. As reações endotérmicas precisam de calor ou energia para formar novas ligações químicas, como quando um cubo de gelo é derretido em um líquido e depois fervido em vapor. As reações exotérmicas, por outro lado, criam mais energia do que o necessário para facilitar, fazendo com que a temperatura imediatamente ao redor da reação aumente. Isso acontece quando a chuva é formada em uma nuvem e mesmo quando a chuva congela em gelo no chão.

Algumas das reações exotérmicas mais ilustrativas envolvem chamas. Jogos, fogueiras, fogos de artifício e foguetes empregam reações exotérmicas para produzir energia usada para uma variedade de propósitos. Muitos facilitam reações endotérmicas, como fazer pão, cozinhar sopa ou aquecer as mãos. Reações exotérmicas não apenas emitem calor; eles geralmente requerem pelo menos um suprimento inicial de energia que forneça o que é chamado de energia de ativação. Nas reações exotérmicas, no entanto, a energia investida será sempre menor que a energia total produzida; a faísca nunca será maior que a chama.

Outras reações exotérmicas são mais difíceis de experimentar. Quando a ferrugem se forma no metal, outra reação exotérmica comum, não parece que o calor esteja sendo liberado pelo processo. O calor foi liberado, no entanto; durante várias horas, nas condições certas de umidade, luz e temperatura, a mistura de ferro e oxigênio produz óxido de ferro e um pouco de calor.

Os cientistas usam um instrumento chamado calorímetro para medir quanto calor é produzido por uma mudança de fase ou reação química. Isso envolve conduzir a reação em um banho de água para medir a mudança de temperatura produzida. Os resultados indicam se uma dada reação é endotérmica ou exotérmica.

Os professores de química costumam empregar um ou mais de vários experimentos cuidadosamente supervisionados para ilustrar os princípios das reações exotérmicas. A lição pode ser tão simples quanto acender um fósforo e explicar como uma faísca acende uma reação exotérmica entre enxofre e oxigênio para produzir calor. Outro experimento comum envolve a mistura de água e cloreto de cálcio, um agente de degelo também usado em pacotes de aquecimento portáteis, e depois medir a quantidade de calor produzido pela reação.

Muitos cientistas forenses estudam exaustivamente as reações exotérmicas. Primeiro, eles devem aprender como ocorrem várias reações químicas e quanto calor é produzido. Como investigadores, esse conhecimento os equipa melhor para descobrir o que causou um incêndio ou explosão - e determinar a melhor maneira de extinguí-los no futuro.