Entalpia

Entalpia é a energia térmica envolvida num processo químico, como as reações. O calor é medido na forma de variação da entalpia e é utilizado para definir se o processo é endotérmico ou exotérmico.

Entalpia é a energia de determinado processo físico-químico que pode ser medida na forma de calor liberado ou absorvido por determinado sistema. No âmbito da termoquímica, ela é utilizada na medida desse calor envolvido nas reações químicas. Existem diferentes tipos de entalpia, que variam conforme a reação. Vamos ver mais sobre essa propriedade e seus tipos.

Índice do conteúdo:

O que é entalpia

Representada pela letra H, a entalpia está relacionada com a quantidade de energia contida nas moléculas das entidades químicas envolvidas em reações. Sendo assim, a energia que estava contida nos reagentes da reação é liberada na forma de calor quando eles se transformam em produtos, medida na forma de variação (ΔH).

É importante ressaltar a diferença entre os conceitos de entalpia e entropia, já que é muito comum acontecer confusões com os termos. A entalpia estuda a energia total de um sistema termodinâmico que pode ser removido na forma de calor, sendo assim, a ΔH corresponde ao calor envolvido no processo de transformação química que ocorrem à pressão constante. Já a entropia é uma grandeza termodinâmica associada ao grau de desordem de um sistema, é a medida da energia que não é transformada em trabalho, ou seja, a energia dissipada.

Variação de entalpia

Calcular a energia contida numa substância, ou seja, seu calor absoluto, não é possível experimentalmente, por isso, por convenção, a H é igual a zero nesses casos. Porém, em processos químicos, é possível calcular a variação da entalpia (ΔH) existente entre os produtos e os reagentes.

ΔH = HP – HR

  • ΔH: variação de entalpia
  • HP: entalpia dos produtos
  • HR: entalpia dos reagentes
grafico de entalpia
Gráficos de variação de entalpia de reações endotérmicas (superior) e exotérmicas (inferior).

Quando a entalpia dos produtos for maior que a dos reagentes (HP > HR), a ΔH é positiva e a reação que ocorre é endotérmica e há a absorção de calor, ou seja, se for uma reação acontecendo em um frasco, esse recipiente ficará gelado. Por outro lado, quando a ΔH é negativa, a reação é exotérmica e há a liberação de calor. Nesse caso, a HP < HR.

Tipos de entalpia

Como dito anteriormente, existem diferentes tipos de entalpia conforme o processo físico-químico que ocorre. Vamos ver agora, brevemente, sobre cada um deles.

  • Calor de formação: calor envolvido na formação de 1 mol de substância a partir de outras substâncias simples no estado padrão (com H = 0).
  • Entalpia de combustão: energia liberada na queima, ou combustão completa de 1 mol de composto, desde que este esteja no estado padrão.
  • Entalpia de ligação: é a energia necessária para romper 1 mol de ligações químicas entre dois átomos no estado gasoso.
  • Calor de dissolução: liberação ou absorção de calor associado a dissolução completa de 1 mol de soluto, geralmente sais iônicos como o NaCl, em solvente adequado.

Além desses, existem as entalpias de transformação de estado físico, ou seja, aquelas que correspondem a energia relacionada à mudança de uma substância do estado sólido para o líquido (fusão) ou do estado líquido para o gasoso (vaporização)

Cada um desses processos que envolvem o calor durante as reações químicas podem ter os valores de ΔH calculados partindo de dados fornecidos previamente e pela equação mostrada acima. Além disso, a entalpia é de grande importância em laboratórios químicos. A de combustão, por exemplo, é utilizada na determinação de calorias de alimentos em um equipamento chamado calorímetro.

Vídeos sobre o fenômeno de liberação de energia térmica

Agora que sabemos o que é a entalpia, vamos assistir alguns vídeos que nos ajudem a assimilar o conteúdo estudado.

Conceitos e definições

A entalpia é também definida como calor que é fornecido ou liberado por um sistema. Ela é um dos assuntos estudados na termoquímica. Além desses, existem alguns que são importantes conhecer para dominar a matéria. Aprenda tudo sobre a parte introdutória da termoquímica.

Quais os tipos de entalpia que existem

A entalpia pode ser dividida em algumas categorias conforme a reação química que está acontecendo. Pode ser a de combustão, de formação, de dissolução, além de outras. Aprenda e veja exemplos de reações químicas e as formas de liberação de energia envolvidas em cada processo.

Exercício de cálculo do ΔH de uma reação

Em termoquímica, um dos exercícios mais comuns que são cobrados em provas e vestibulares é o do cálculo de ΔH de uma reação. Uma forma de realizar isso é a partir da ΔHformação. Com esse vídeo, temos um exemplo e exercícios resolvidos para realizar o cálculo do ΔH de reações pelo calor de formação dos produtos.

Por fim, vimos que a energia térmica envolvida em reações químicas é chamada de entalpia, importante para determinar se uma reação é endo ou exotermica. Não deixe de estudar aqui, saiba mais também sobre a primeira lei da termodinâmica que trata das trocas de energia na forma de calor e trabalho.

Referências

Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente (2005) – Peter Atkins e Loretta Jones
Química: a ciência central (1999) – Theodore L. Brown, Eugene H. LeMay, Bruce E. Bursten e Julia R. Burdge
Fundamentos de Físico-Química (1986) – Gilbert Castellan

Lucas Makoto Tanaka dos Santos
Por Lucas Makoto Tanaka dos Santos

Bacharel em Química pela Universidade Estadual de Maringá (UEM), mestrando em Química Analítica, com ênfase em desenvolvimento de métodos analíticos, metabolômica e espectrometria de massas no Laboratório de Biomoléculas e Espectrometria de Massas (LaBioMass), na mesma universidade.

Como referenciar este conteúdo

Tanaka dos Santos, Lucas Makoto. Entalpia. Todo Estudo. Disponível em: https://www.todoestudo.com.br/quimica/entalpia. Acesso em: 19 de June de 2021.

Exercícios resolvidos

1. [UNICAMP - 2018]

O livro ”O pequeno príncipe”, de Antoine de Saint-Exupéry, uma das obras literárias mais traduzidas no mundo, traz ilustrações inspiradas na experiência do autor como aviador no norte da África. Uma delas, a figura (a), parece representar um chapéu ou um elefante engolido por uma jiboia, dependendo de quem a interpreta.

Para um químico, no entanto, essa figura pode assemelhar-se a um diagrama de entalpia, em função da coordenada da reação (figura b). Se a comparação for válida, a variação de entalpia dessa reação seria:

  1. Praticamente nula, com a formação de dois produtos.
  2. Altamente exotérmica, com a formação de dois produtos.
  3. Altamente exotérmica, mas nada se poderia afirmar sobre a quantidade de espécies no produto.
  4. Praticamente nula, mas nada se poderia afirmar sobre a quantidade de espécies no produto.

Observando o gráfico representado na figura b, a linha que representa a variação de energia da reação é igual no início e no final do processo. Sendo assim é possível afirmar que a variação de entalpia (ΔH) será zero, ou praticamente nula. Ainda assim, como não existe uma equação da reação descrita, nada se pode ser dito com relação a quantos produtos ou reagentes estão envolvidos. Alternativa d.

2. [FUVEST - SP]

Quando 0,500 mol de etanol líquido sofre combustão total sob pressão constante, produzindo CO2 e H2O gasosos, a energia liberada é de 148 kcal. Na combustão de 3,00 mol de etanol, nas mesmas condições, a entalpia dos produtos, em relação à dos reagentes, é:

  1. 74 kcal menor.
  2. 444 kcal maior.
  3. 444 kcal menor.
  4. 888 kcal maior.
  5. 888 kcal menor.

Como a entalpia de formação é proporcional ao número de mol dos produtos e reagentes envolvidos, temos:

C2H5OH (l) + 3 O2(g) → 2 CO2(g) + 3 H2O(g)

Para 0,500 mol, ΔH= 148 kcal. Com uma regra de três, descobrimos a ΔH da combustão de 3,00 mol de etanol.


Portanto, a resposta correta é a alternativa d, 888 kcal maior

Compartilhe

TOPO