Reações químicas – aspectos energéticos

I - Introdução:
Pode-se definir estequiometria como a parte da química que estuda e analisa as relações quantitativas entre os elementos (como massa atômica, mol e massa molecular) que se combina para formar uma substância composta. Utilizando dos conhecimentos estequiométricos, estuda-se as reações que os elementos têm entre si para formar um composto, que são representadas por equações químicas. Exemplo da reação do hidrogênio com o oxigênio para formar água:

2H2(g) + O2(g) → 2H2O(g)

As substâncias no lado esquerdo são chamadas reagentes e, no lado direito, produtos. Os números antes dos símbolos (omitido se for 1) indicam a quantidade de moléculas. Os símbolos entre parênteses indicam o estado físico: (s) sólido, (l) líquido, (g) gasoso e (aq) solução aquosa (muitas substâncias só reagem em solução aquosa). A equação química indica a possibilidade de uma reação. Isso significa que a reação nem sempre ocorrerá com o simples contato físico das substâncias. Algumas precisam de aquecimento, outras, de meio aquoso, de ignição, entre outros.(1)
A termoquímica estuda as transferências de calor associadas às reações químicas ou às mudanças no estado físico das substâncias. Calor de reação é o nome dado à quantidade de calor liberado ou absorvido em uma reação química ou mudança de estado. Para medi-lo, utiliza-se um equipamento denominado de calorímetro. Um processo exotérmico é aquele no qual calor é liberado pelo sistema (reação química) para o ambiente. Por exemplo, a queima de um pedaço de carvão. Processos endotérmicos são aqueles nos quais o sistema absorve calor do ambiente. Por exemplo, a fusão do gelo é um processo endotérmico.
Se o calorímetro empregado não possui uma fronteira entre o sistema (reação química) e o ambiente (a água utilizada como solvente). Dessa forma, o calor, q, liberado ou absorvido pela reação química irá alterar a temperatura da água. O seu valor pode ser calculado pela equação: