Termoquímica

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

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.

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

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 de uma reação

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  sejam conhecidos.

Vamos ver um exemplo:

Considere a decomposição do  principal componente da casca do ovo:

A Entalpia de formação do  pode ser calculada, considerando-se as entalpias de formação do  as quais são tabeladas. Resolvendo o problema a partir das entalpias de formação, temos:

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 +  → produtos da combustão; ∆H < 0

Quando a combustão é completa, ou seja, quando os produtos da reação são somente  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.

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.

Veja o exemplo a seguir…

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:

Saiba mais sobre as reações endo e exotérmicas assistindo a videoaula do professor Paulo Valim:

Para finalizar sua revisão, veja os exercícios sobre cálculos estequiométricos que selecionamos para você!

1. (Puccamp – SP) Considere as seguintes equações termoquímicas:

Qual é a variação de entalpia que pode ser designada calor de formação ou calor de combustão?

2. (Vunesp-SP) Ozonizador é um aparelho vendido no comércio para ser utilizado no tratamento da água. Nesse aparelho é produzido ozônio  a partir do oxigênio do ar  que mata os microrganismos presentes na água. A reação de obtenção do ozônio a partir do oxigênio pode ser representada pela equação:

Com base nessa equação, e considerando a transformação de 1000 g de  em 

a quantidade de calor envolvida na reação é:

a) 2958,33 kJ e a reação é endotérmica.
b) 1479,16 kJ e a reação é exotérmica.
c) 739,58 kJ e a reação é exotérmica.
d) 369,79 kJ e a reação é endotérmica.
e) 184,90 kJ e a reação é endotérmica.

Gabarito:

1. B
2. A

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