O que é termoquímica

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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.

Termoquímica - gráficos
Diagrama a) mostra uma reação exotérmica, onde há liberação de energia b) representa uma reação endotérmica, onde há absorção de energia

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

ΔHreação = ΔHproduto – Hreagente

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:

H2(g) = 1/2O2(g) → H2O(g); ΔHf < 0

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 (ΔHf ) sejam conhecidos.

Vamos ver um exemplo:

Considere a decomposição do CaCO3 principal componente da casca do ovo:

Termoquímica - decomposição

A Entalpia de formação do CaCO3(s) pode ser calculada, considerando-se as entalpias de formação do CaO(s) e CO2(g) as quais são tabeladas. Resolvendo o problema a partir das entalpias de formação, temos:

ΔH = ΔHproduto – Hreagente

ΔH = (HCaO + HCO2) – ΔHfAcCO3 + 177,5 = [ -635,5 +

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 O2(g) → produtos da combustão; ∆H < 0

Quando a combustão é completa, ou seja, quando os produtos da reação são somente CO2 e H2O 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:

CH2(g) + 3O2(g) → 2CO2(g) + 2H2O(I); ∆H = -103 kJ/mol de C2H4(g)

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:

H2(g) + 1/2O2(g) → H2O(g)

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:

H2(g) + 1/2O2(g) → H2O(g)

∆H = -242,4 kJ/mol de H2(g)

Videoaula

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

Exercícios sobre termoquímica

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Sobre o(a) autor(a):

Munique é formada em química pela UFSC, tem mestrado e doutorado em Engenharia Química, também pela UFSC.

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