7- Descreva o processo de termoreação.
Passo 1
O enunciado pede que a gente descreva o que é e como ocorre uma termoreação. Esse é um tema de Química Física que mistura termodinâmica (troca de calor, entalpia) e cinética química (taxa de reação, energia de ativação).
Passo 2
Termoreação é toda reação química que se inicia ou se acelera pela aplicação de calor. Aqui o calor serve para fornecer a energia mínima que as moléculas dos reagentes precisam para formarem o complexo ativado (estado de transição) e seguirem para os produtos.
Para ilustrar, considere o perfil de energia potencial ao longo da reação: os reagentes estão num nível de energia , depois há um máximo de energia
(energia de ativação) e, por fim, os produtos em
. O calor fornecido aos reagentes permite que uma fração deles ultrapasse esse pico
e forme o complexo ativado.
Para ilustrar, considere o perfil de energia potencial ao longo da reação: os reagentes estão num nível de energia
Passo 3
A taxa de uma termoreação cresce com a temperatura segundo a equação de Arrhenius:
onde
é a constante de velocidade,
é o fator de frequência,
é a energia de ativação,
é a constante dos gases,
e é a temperatura absoluta.
Ao aumentar , o termo
fica maior, acelerando a reação.
e
Ao aumentar
Passo 4
Além de fornecer energia de ativação, o calor pode ser absorvido ou liberado pela reação. Essa troca de calor é medida pela variação de entalpia
:
– : reação exotérmica (libera calor),
– : reação endotérmica (absorve calor).
Num reactor adiabático, a energia liberada eleva ainda mais a temperatura e pode acelerar a reação em cadeia.
–
–
Num reactor adiabático, a energia liberada eleva ainda mais a temperatura e pode acelerar a reação em cadeia.
Passo 5
Em reações reversíveis, o princípio de Le Châtelier diz que variar a temperatura desloca o equilíbrio:
– aumentar favorece produtos em reações endotérmicas
,
– diminuir favorece produtos em reações exotérmicas
.
– aumentar
– diminuir
Passo 6
Na prática, controlar uma termoreação exige calorímetros ou reatores com controle de temperatura (isotérmicos ou adiabáticos), sensores de
e sistemas de segurança para evitar picos de temperatura ou reações descontroladas.
Resposta
O processo de termoreação consiste em usar calor para fornecer energia de ativação aos reagentes, permitindo que eles atinjam o estado de transição e formem produtos. A velocidade da reação cresce com a temperatura segundo a equação de Arrhenius. Durante o processo, há troca de calor medida por
, e a temperatura também afeta o equilíbrio químico segundo o princípio de Le Châtelier. Na prática, controla-se a termoreação em reatores isotérmicos ou adiabáticos com sistemas de medição e controle de temperatura.