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TERMOQUÍMICA

• ENTALPIA
• QUÍMICA INORGÂNICA
• Professora Sarah

Entalpia (H)

• Entalpia (H) é a quantidade de energia que se encontra nas substâncias e que pode ser alterada mediante reações químicas.
• Essas reações podem ser exotérmicas (aquelas que liberam calor) ou endotérmicas (aquelas que absorvem calor).

Variação de Entalpia

• Na química, não calculamos a energia contida em uma substância, mas sim a variação de entalpia mediante as reações.
• Para calcular essa variação, foi estabelecida a entalpia padrão que é igual a 0, numa temperatura de 25°C e pressão atmosférica 1atm.
• De acordo com a Lei de Hess, a variação da entalpia é a entalpia final (depois da reação) menos a entalpia inicial (antes da reação):
• ΔH = Hf – Hi
• É o mesmo que dizer que a variação da entalpia resulta da diferença entre a entalpia do produto e a entalpia do reagente.

Cálculo

• Este cálculo é feito a partir da seguinte fórmula:
• ΔH = Hp – Hr
• Onde,
• ΔH = variação de entalpia
• Hp = entalpia do produto
• Hr = entalpia do reagente
• De acordo com a fórmula, a variação da entalpia é positiva quando a entalpia do produto é maior do que a entalpia do reagente. Isso indica a ocorrência de uma reação endotérmica, pois nesse caso houve absorção de calor.
• Por outro lado, a variação é negativa quando a entalpia maior é a entalpia do reagente, o que indica a ocorrência de uma reação exotérmica. As reações exotérmicas liberam calor

Tipos de Entalpia

• Entalpia de formação: A entalpia de formação é a energia da reação quando forma 1 mol de substância, a partir das substâncias químicas (elemento no seu estado padrão).
• As substâncias que participam da reação de formação devem ser simples e devem informar o estado físico. Sua variação de entalpia de formação padrão é zero.
• Exemplo de substância simples:
• C(grafite), O2(g), N2(g), H2(g), Na(s), S(s).
• Exemplo de reação de formação:
• ½N2(g) + 3/2 H2(g) ------- 1NH3(g) HF = -11KCal/mol de NH3
• Isto quer dizer que, para formar 1 mol de NH3, a reação produz 11 kcal de energia.
• Este cálculo pode ser feito utilizando a fórmula da variação de entalpia e alguns dados tabelados.

Exemplo 1 - Entalpia de Formação

• Ex.: Um estudante de química deseja obter o valor da entalpia de 1 mol de água, e dispõe dos dados expressos na equação a seguir. Qual o cálculo ele deve fazer?
• H2(g) + ½ O2(g) --> H2O(l) ΔH°f = -68kcal/mol
• Resolução: Nesse caso, os reagentes são duas substâncias simples no estado padrão e em cntp (25°C e 1 atm), tendo, assim, entalpia igual a zero. Sabe-se também que a entalpia de formação da água é de -68kcal/mol. Para calcular a variação de entalpia (ΔH), é utilizada a fórmula:
• ΔH = Hprodutos – Hreagentes
• Substituindo os valores da fórmula temos:
• -68 kcal = HH2O – (HH2 + ½ H2O)
• -68 kcal = HH2O – 0
• HH2O = -68 kcal
• Logo, a entalpia de 1 mol água é de -68,4 kcal, e a reação de formação da água é exotérmica (libera energia), já que a entalpia dos reagentes é maior que a entalpia dos produtos, por isso o ΔH é negativo.

Entalpia de Combustão

• SEMPRE EXOTÉRMICA!!!!!!!!!!
• É o calor liberado na reação de combustão de 1 mol de uma substância em presença de gás oxigênio O2(g).
• Combustão completa: mais quantidade de oxigênio. Forma gás carbônico e água.
• 1C2H5OH (l) + 3O2(g) ---------> 2CO2(g) + 3H2O (l) H= -1,373 KJ/mol
• Combustão incompleta: menos quantidade de oxigênio. Produz menos quantidade de energia. Forma mais resíduos como monóxido de carbono (CO) e água (H2O).
• 1C2H5OH (l) + 2O2(g) ---------> 2CO2(g) + 3H2O (l) H= -801 KJ/mol

Exemplo 1 - Entalpia de Combustão

• Exemplo:
• Qual o valor da entalpia de combustão do benzeno (C6H6)? Dados: C6H6(g) = +80Kj/mol
• CO2(g)= -400Kj/mol
• H2O(l) = -240Kj/mol
• C6H6(g) + 15/2 O2(g) ------- 6CO2(g) + 3H2O (l) Hcomb = ?
• Hcomb = HP - HR
• Hcomb = [6.(-400) + 3. (-240)] - [+80+(15/2.0)
• H comb= -3.200Kj/mol

Entalpia de Ligação

• Durante as reações químicas, as ligações químicas dos reagentes e produtos são alteradas.
• Podemos calcular a ΔH pela análise desses novos rearranjos.
• A entalpia de ligação é a variação de entalpia verificada na quebra de 1mol de uma determinada ligação química, considerando que todas as substâncias estejam no estado gasoso, a 25° C e 1atm.
• Reagentes = sempre são quebradas as ligações = ENDOTÉRMICA (+)
• Produtos = sempre são formadas as ligações = EXOTÉRMICA (-)