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∆H = HP - HR

A realização do cálculo da variação da entalpia permite identificarmos se a reação é endotérmica ou exotérmica. Se o resultado for negativo, a reação será exotérmica; já se o resultado for positivo, a reação será endotérmica.

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Veja Entalpia e Energia de Ligação para gabaritar nas questões de Termoquímica nas provas do Enem. Confira no resumo com aulas gratuitas:

Nas reações químicas ocorrem tanto a ruptura como a formação de ligações intramoleculares, ou seja, das ligações químicas. As reações em que ocorre a liberação de energia são chamadas de exotérmicas, e as que ocorrem absorção de energia, são chamadas endotérmicas.

O que é termoquímica

Termoquímica é a parte da química que estuda as quantidades de calor liberados ou absorvidos, durante uma reação química.

Para determinarmos se um processo é exotérmico ou endotérmico, devemos considerar a energia absorvida para a ruptura das ligações dos reagentes e a energia liberada para a formação das ligações dos produtos. O saldo energético entre elas indica se o processo libera ou absorve energia.

Entalpia de reação

Entalpia é a energia absorvida ou liberada numa reação quando reagentes e produtos são comparados sob mesma pressão. É representada pelo símbolo ∆H.

A expressão ∆H >0 significa que a entalpia (H) dos produtos é maior do que a dos reagentes e pode ser generalizada por:

Assim, ∆H > 0, indica processos endotérmicos e ∆H < 0, processos exotérmicos.

Fatores que afetam a entalpia

1. Quantidade em mol de produtos e reagentes;

2. Estado físico de produtos ou reagentes;

3. Estado alotrópico de produtos ou reagentes. (alótropos = substância simples diferentes, formadas pelo mesmo elemento químico);

4. Temperatura. Altas temperaturas fornecem reações endotérmicas e vice-versa.

Tipos de entalpia

Entalpia de formação

Corresponde a variação da entalpia no processo de formação de uma substância composta a partir de seus elementos constituintes (substâncias simples), considerando-se que todas as espécies estão na sua forma mais estável (estado-padrão na temperatura de trabalho). Assim, o calor de formação da água, é a energia liberada na seguinte reação:

Como determinamos a entalpia de formação de uma substância a partir de equação termoquímica?

Quando não se tem a entalpia de formação tabelada para determinada substância, pode-se determiná-la utilizando-se uma equação termoquímica que contenha a substância e outras cujos valores de (ΔH f ) sejam conhecidos.

Vamos ver um exemplo:

Considere a decomposição do CaCO ₃ principal componente da casca do ovo:

A Entalpia de formação do CaCO ₃(s) pode ser calculada, considerando-se as entalpias de formação do CaO(s) e CO ₂(g) as quais são tabeladas. Resolvendo o problema a partir das entalpias de formação, temos:

ΔH = ΔH produto - H reagente

Reveja também outro assunto muito importante para a prova do Enem e dos vestibulares que é Reações de oxidação.

Entalpia de combustão

É a entalpia associada às reações de combustão:

Combustível + n O ₂(g) → produtos da combustão; ∆H < 0

Quando a combustão é completa, ou seja, quando os produtos da reação são somente CO ₂ e H ₂ O nas condições-padrão, ela também é denominada calor de combustão ou entalpia-padrão de combustão. A queima completa do acetileno e sua respectiva entalpia-padrão de combustão estão representados a seguir:

Fique atento! Como as reações de combustão são SEMPRE exotérmicas, obrigatoriamente ∆H < 0.

Energia de ligação

Através da energia de ligação podemos obter o valor de ∆H quando não se dispomos de valores experimentais.
Energia de ligação é a quantidade de energia necessária para romper 1 mol de ligações. Essa mesma energia é liberada na formação de um mol de ligações.
Entendeu? Vamos esclarecer...

Quando ocorre uma reação química, há ruptura das ligações dos reagentes e formação de ligações para resultar em produtos. O saldo energético entre a energia absorvida na ruptura das ligações e a energia liberada na formação das ligações determina o ∆H da reação.

Exemplo

Vamos estimar a energia envolvida na combustão de 1 mol de hidrogênio, considerando a seguinte equação:

Consultando uma tabela que apresenta as energias de ligação, é possível calcular o saldo de energia, como podemos ver abaixo:

Como resultado, podemos escrever a equação termoquímica da combustão do hidrogênio:

∆H = -242,4 kJ/mol de H ₂(g)

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Revise como calcular a entalpia com a videoaula de Química do nosso canal!

Exercícios sobre termoquímica

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Termoquímica: o que é e cálculo do calor liberado ou absorvido

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Veja Entalpia e Energia de Ligação para gabaritar nas questões de Termoquímica nas provas do Enem. Confira no resumo com aulas gratuitas: Nas reações químicas ocorrem tanto a ruptura como a formação de ligações intramoleculares, ou seja, das ligações químicas.

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Primeiro passo: Analisar se a equação está ou não balanceada.

A equação da reação em questão não está balanceada, já que temos dois hidrogênios no reagente e quatro no produto. Por isso, devemos colocar o coeficiente 2 na frente da fórmula do Hz para igualar a quantidade de hidrogênios.

CO + 2 H2 ->СзОН

Segundo passo: Calcular a entalpia dos reagentes (Hr):

Os reagentes dessa reação são o CO e o Hz (que apresenta entalpia zero por ser uma substância simples mais estável). Assim sendo, temos que:

Hr = a.Hco + b.HH2

Hr = 1. (-110) + 2.0

Hr =-110 kJ.

Terceiro passo: Calcular a entalpia do produto:

O produto dessa reação é o CH3OH apenas.

Logo:

Hp = a.HcH30

Hp = 1. (-726)

Hp =-726 kJ.

Quarto passo: Por fim, basta aplicar o Hp e o Hr encontrados na fórmula para calcular a variação da entalpia:

ДН=Hp- Hr

AH =-726 - (-110)

AH = - 616 kJ/mol

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O que é A H?

Representada pelo símbolo "delta H", a variação de entalpia indica que a quantidade de calor foi liberada ou absorvida, sempre a uma pressão constante em uma reação química. Segundo a Lei de Hess, o cálculo é feito pela entalpia do produto (final) menos a entalpia do reagente (inicial).

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Entalpia de formação :A entalpia de formação é o calor absorvido ou liberado na formação (síntese) de 1 mol de uma substância a partir de substâncias simples correspondentes, em seu estado padrão.Além de entalpia de formação, a variação de entalpia em reações desse tipo também pode ser chamada de calor de formação, entalpia padrão de formação, ∆H de formação ou, ainda, calor molar de formação (porque forma 1 mol da substância).

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Entalpia de formação :A entalpia de formação é o calor absorvido ou liberado na formação (síntese) de 1 mol de uma substância a partir de substâncias simples correspondentes, em seu estado padrão.Além de entalpia de formação, a variação de entalpia em reações desse tipo também pode ser chamada de calor de formação, entalpia padrão de formação, ∆H de formação ou, ainda, calor molar de formação (porque forma 1 mol da substância).

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Entalpia de combustão :A entalpia (ou calor) de combustão de uma substância é a quantidade de calor liberada na combustão completa de 1 mol de uma substância, considerando que todas as substâncias envolvidas se encontram no estado padrão.Vejamos o exemplo da combustão completa do metano (CH4), a 25 °C e 1 atm:CH4 (g) + 2 O2   →   CO2 (g) + 2 H2O     ∆H = -889,5 kJ/molEssa equação representa a combustão de 1 mol de CH4, que produz 1 mol de gás carbônico (CO2) e 1 mol de água (H2O), com variação de entalpia de -889,5 kJ/mol. Todas as reações de combustão são exotérmicas, por isso, temos ∆H negativo.

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Entalpia de combustão :A entalpia (ou calor) de combustão de uma substância é a quantidade de calor liberada na combustão completa de 1 mol de uma substância, considerando que todas as substâncias envolvidas se encontram no estado padrão.Vejamos o exemplo da combustão completa do metano (CH4), a 25 °C e 1 atm:CH4 (g) + 2 O2   →   CO2 (g) + 2 H2O     ∆H = -889,5 kJ/molEssa equação representa a combustão de 1 mol de CH4, que produz 1 mol de gás carbônico (CO2) e 1 mol de água (H2O), com variação de entalpia de -889,5 kJ/mol. Todas as reações de combustão são exotérmicas, por isso, temos ∆H negativo.

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Entalpia de ligação :Entalpia de ligação é a quantidade de calor envolvida na quebra de 1 mol de ligações químicas entre os átomos das substâncias, sob temperatura de 25 °C e pressão de 1 atm.H2 + Cl2   →   HCl          ∆H = – 184 kJ/molO rompimento de ligações químicas sempre é um processo endotérmico, enquanto a formação de uma ligação química é sempre um processo exotérmico. Quanto maior for a entalpia de ligação, mais forte será a ligação química, e, portanto, mais difícil será a quebra.

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Entalpia de ligação :Entalpia de ligação é a quantidade de calor envolvida na quebra de 1 mol de ligações químicas entre os átomos das substâncias, sob temperatura de 25 °C e pressão de 1 atm.H2 + Cl2   →   HCl          ∆H = – 184 kJ/molO rompimento de ligações químicas sempre é um processo endotérmico, enquanto a formação de uma ligação química é sempre um processo exotérmico. Quanto maior for a entalpia de ligação, mais forte será a ligação química, e, portanto, mais difícil será a quebra.

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Ha = Entalpia da substância A

Hm = Entalpia da substância B

Hc = Entalpia da substância C

Ho = Entalpia da substância D

Tendo conhecimento sobre a entalpia de cada um dos participantes da reação, basta utilizar os valores na expressão matemática de subtração que representa a variação da entalpia, que é:

AH = Hp - Hr

Para essa reação, temos que:

• Hp = Soma da entalpia dos produtos.

No caso da reação representada no Hp, temos a soma das entalpias dos produtos C e D, sempre respeitando as quantidades estequiométricas, logo:

Hp =c.Hc+ d.HD

• Hr = Soma da entalpia dos reagentes.

No caso da reação representada no Hr, temos a soma das entalpias dos reagentes A e B, sempre respeitando as quantidades estequiométricas, logo:
Hr = a.Ha† b.Ho

Vamos ver agora alguns exemplos de cálculo da variação da entalpia de reações:

Exemplo 1: (FePeCS-DF) O metanol é um

líquido, inflamável e perigoso, que apresenta efeito tóxico no sistema nervoso, particularmente no nervo óptico. Essa substância pode ser preparada através da hidrogenação controlada do monóxido de carbono, em uma reação que se processa sob pressão e em presença de um catalisador metálico. Com base na tabela de calores-padrão de formação a seguir, calcule a variação da entalpia do processo.

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Entalpia de Formação. Determinação da entalpia de formação

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Aprenda a determinar a entalpia de formação das substâncias compostas a partir de seus elementos constituintes.

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Qual a variação de entalpia A H?

Variação de entalpia é uma grandeza física representada pela sigla AH (a letra grega A significa variação e a letra H representa entalpia) que indica a quantidade de energia

absorvida ou liberada por uma reação química.

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Entalpia de neutralização :A entalpia de neutralização é o calor liberado na formação de 1 mol de H2O a partir da reação de 1 mol de íons H+ (aq) e 1 mol de OH– (aq), sob condições padrão.Considere, por exemplo, a seguinte reação:H+  (aq) + OH– (aq)   →   H2O (l) ∆H = -57,7 kJ/molSempre haverá liberação de calor nas reações de neutralização (∆H < 0), no entanto, o valor de ∆H de neutralização será constante somente se for igual a -57,7 kJ/mol de H2O em reações entre ácidos e bases fortes

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Entalpia de neutralização :A entalpia de neutralização é o calor liberado na formação de 1 mol de H2O a partir da reação de 1 mol de íons H+ (aq) e 1 mol de OH– (aq), sob condições padrão.Considere, por exemplo, a seguinte reação:H+  (aq) + OH– (aq)   →   H2O (l) ∆H = -57,7 kJ/molSempre haverá liberação de calor nas reações de neutralização (∆H < 0), no entanto, o valor de ∆H de neutralização será constante somente se for igual a -57,7 kJ/mol de H2O em reações entre ácidos e bases fortes

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CÁLCULO DA VARIAÇÃO DE ENTALPIA (DELTA H) - CALORÍMETRO E O CONCEITO DE ENERGIA DE FORMAÇÃO

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Termoquímica (Fácil) - Entalpia de formação e estados padrão

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Entalpia padrão  :                             A variação de entalpia de uma reação química varia de acordo com a pressão, a temperatura, o estado físico, a quantidade de mols e a forma alotrópica de cada substância participante. Em virtude disso foi criada a entalpia padrão, utilizada como uma referência para comparações de entalpias.Por convenção, foi determinado que toda substância simples, na sua forma mais estável, tem entalpia igual a 0. Logo, a entalpia padrão de uma substância é representada por H0.Assim, substâncias simples, como o gás oxigênio (O2), hidrogênio (H2), ferro sólido (Fe), grafite (forma mais estável do elemento carbono), nitrogênio (N2), no estado padrão (temperatura de 25 °C e pressão de 1 atm) têm entalpia igual a zero.

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Entalpia padrão  :                             A variação de entalpia de uma reação química varia de acordo com a pressão, a temperatura, o estado físico, a quantidade de mols e a forma alotrópica de cada substância participante. Em virtude disso foi criada a entalpia padrão, utilizada como uma referência para comparações de entalpias.Por convenção, foi determinado que toda substância simples, na sua forma mais estável, tem entalpia igual a 0. Logo, a entalpia padrão de uma substância é representada por H0.Assim, substâncias simples, como o gás oxigênio (O2), hidrogênio (H2), ferro sólido (Fe), grafite (forma mais estável do elemento carbono), nitrogênio (N2), no estado padrão (temperatura de 25 °C e pressão de 1 atm) têm entalpia igual a zero.