Introdução à termoquímica.

Uma vez alguém te disse que a química é a área da ciência na qual estudamos a matéria, suas transformações e as energias envolvidas nessas transformações. Pois então, é chegada a hora de estudarmos as energias envolvidas nos fenômenos químicos e em alguns fenômenos físicos. Por este motivo chamamos este setor da química de termoquímica.

Na imagem acima temos uma granada prestes a explodir. É possível saber a quantidade de energia e os tipos de energia liberados em sua explosão? "Demais da conta", como dizem os mineiros. Da mesma forma podemos proceder em relação ao combustível queimando no interior do motor de um automóvel.

Antes de abordarmos o que acontece dentro de um motor a gasolina ou de uma granada, temos de esclarecer alguns detalhes sobre os nomes dados às diferentes formas de energia.

Seja no trabalho, em uma situação perigosa ou ao caminhar em uma cidade localizada entre os trópicos e ao nível do mar, é comum as pessoas sentirem calor quando expostas a uma fonte de energia.

A sensação de calor se deve a uma elevação da temperatura corporal a partir da energia recebida de algumas fontes de energia. O nosso organismo luta contra isto evaporando água e eliminando algumas substâncias junto dela, chamamos isto de suor. A imagem acima mostra que a temperatura corporal não é uniforme, estando maior (vermelho) em algumas parte e menor em outras (azul).

E o significado de calor dentro da ciência, seja ela a física ou a química, é razoavelmente diferente da expressão coloquial, ou seja, usada no cotidiano. Chamamos de calor um tipo específico de energia trocada por dois ou mais corpos quando eles estão a temperaturas diferentes. Falando assim, parece bobinha a definição. Mas é importante atentar para a palavra "trocada", pois calor é uma forma de energia em trânsito. Isto significa que não se armazena calor.

Quando a energia sob a forma de calor chega a um corpo é transformada em outras forma de energia. Fazendo com que a temperatura do corpo que o recebeu aumente. Quanto ao corpo que perde energia sob a forma calor, sua temperatura diminui.

Avançando no conteúdo. Se o processo no qual a energia trocada sob a forma de calor ocorrer sob pressão constante, chamaremos esta energia de entalpia, não mais de calor. Por isso é comum você encontrar em livros, apostilas e afins a expressão "calor de reação", mas estão se referindo à entalpia.

Não precisa se desesperar. Basta notar que nem toda energia sob a forma de calor é trocada com pressão constante. Quando for a volume constante, será chamada de energia interna. Quando for a pressão e temperatura constantes, será chamada de energia livre de Gibbs. Quando for a volume e temperatura constantes, será chamada de energia livre de Helmholtz.

Josiah Willard Gibbs (esquerda) e Hermann von Helmholtz (direita).

Não citei as demais formas de energia para gerar confusão, apenas para você saber que existem e não se surpreender quando entrarem de vez na festa. Voltemos à entalpia. Como a medimos?

Da mesma maneira que medimos a energia trocada sob a forma de calor em um fenômeno qualquer. Com um calorímetro. A reação acontece, libera ou absorve calor, aquece ou esfria uma determinada massa de água ao seu redor. Se soubermos a variação de temperatura desta massa de água, saberemos a energia por ela absorvida ou liberada. Desde que a pressão durante o fenômeno seja mantida constante, podemos chamar esta energia trocada de entalpia.

Isto encerra a nossa introdução em termoquímica. Não perca a sequência. Espero ter ajudado, se não ajudei, comente aí... até a próxima.