ENTALPIA
Tipos de EntalpiasAtravés de algumas reações, é possível calcular o valor da variação de entalpia.
- Entalpia de Formação
- Entalpia de Combustão
- Entalpia de Ligação
- Entalpia de Neutralização
- Entalpia de Dissolução
Entalpia de Formação ou Calor de Reação
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).
Estado Padrão: é a forma mais estável de uma substância a 25°C e a 1atm de pressão. São as substâncias simples.
As substâncias que participam da reação de formação devem ser simples. 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:
Este cálculo pode ser feito utilizando a fórmula da variação de entalpia e utilizando alguns dados tabelados.
Tabela com valores de Entalpia de Formação Padrão de Algumas Substâncias
SUBSTÂNCIA
|
H°f kJ/mol
|
SUBSTÂNCIA
|
H°f kJ/mol
|
C2H2(g)
|
226,8
|
C diamante
|
+2,1
|
CH4(g)
|
-74,8
|
NH3 (g)
|
-45,9
|
CO(g)
|
-110,3
|
NaCl (s)
|
-412,1
|
CO2(g)
|
-393,3
|
O3 (g)
|
+143
|
H2O(v)
|
-242
|
SO2 (g)
|
-297
|
H2O(l)
|
-286
|
SO3 (g)
|
-396
|
Escreva a reação de formação para cada substância abaixo, indicando o valor da entalpia de formação de SO3(g):
1°) montar a reação de formação:
2°) Aplicar a fórmula:
Entalpia de Combustão
É sempre uma reação 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.
Qual o valor da entalpia de combustão do benzeno (C6H6)?
Dados:
Tabela de ΔH°comb de algumas substâncias
SUBSTÂNCIA
|
FÓRMULA
|
ΔH°comb (kcal/mol)
|
Hidrogênio
|
H2(g)
|
-68,3
|
Carbono Grafite
|
C(grafite)
|
-94,1
|
Monóxido de Carbono
|
CO(g)
|
-67,6
|
Metano
|
CH4(g)
|
-212,8
|
Etano
|
C2H6(g)
|
-372,8
|
Propano
|
C3H8(g)
|
-530,6
|
Butano
|
C4H10(g)
|
-688,0
|
Benzeno
|
C6H6(g)
|
-781,0
|
Etanol
|
H3C – CH2 – OH(l)
|
-326,5
|
Ácido Acético
|
H3C – COOH(l)
|
-208,5
|
Glicose
|
C6H12O6(S)
|
-673,0
|
Sacarose
|
C12H22O11(S)
|
-1348,9
|
Entalpia de Ligação
Durante as reações químicas, as ligações químicas dos reagentes e produtos são alteradas. Podemos calcular o 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, sendo 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 (-)
Exemplo:
A ΔH do processo é a soma desses calores. Calcula-se utilizando dados tabelados.
ENTALPIA DE LIGAÇÃO (EM kJ/MOL)
LIGAÇÃO
|
H°(kJ/MOL)
|
LIGAÇÃO
|
H°(kJ/MOL)
|
LIGAÇÃO
|
H°(kJ/MOL)
|
H – H
|
436
|
H – Br
|
366
|
N – C
|
305
|
H – O
|
463
|
H – I
|
299
|
C ≡ C
|
837
|
N – N
|
163
|
H – N
|
388
|
C = C
|
612
|
N = N
|
409
|
H – C
|
412
|
C – C
|
348
|
N ≡ N
|
944
|
O = O
|
496
|
C – Cl
|
338
|
H – F
|
565
|
O – C
|
360
|
Br – Br
|
193
|
H – Cl
|
431
|
O = C
|
743
|
Cl – Cl
|
242
|
Entalpia de Neutralização
É a entalpia de uma reação de neutralização (entre um ácido e uma base formando sal e água). A reação é exotérmica.
É a variação de entalpia verificada na neutralização de 1mol de H+ do ácido por 1mol de OH-da base, sendo todas as substâncias em diluição total ou infinita, a 25°C e 1atm.
Exemplos:
É a variação de entalpia envolvida na dissolução de 1mol de determinada substância numa quantidade de água suficiente para que a solução obtida seja diluída.
Quando um sólido é colocado em um copo com água acontece uma dissolução. Nesta ordem acontece:
LEI DE HESS
O químico e médico Germain Henry Hess (1802-1850) desenvolveu importantes trabalhos na área de Termoquímica. A Lei de Hess é uma lei experimental e estabelece que a variação de entalpia de uma reação química depende apenas dos estados inicial e final da reação.
A Lei de Hess também pode ser chamada de Lei da Soma dos Calores de Reação. É uma forma de calcular a variação de entalpia através dos calores das reações intermediárias. Podem ser infinitas variações de entalpia.
Exemplo:
Qual o valor da variação de entalpia da reação a seguir?
Resolução:
______________________________________
Observe que a ΔH1e ΔH2 são somadas, obtendo-se o valor da variação de entalpia. As equações químicas também são somadas, obtendo-se a reação global.
Para montar as equações e aplicar a Lei de Hess, podemos fazer algumas alterações matemáticas, seguindo as seguintes regras:
1°) as equações intermediárias devem estar de acordo com a reação global. Coloca-se as equações (dados) na ordem que reagem ou são produzidas. Se não estiverem de acordo, troca-se o sinal da ΔH;
2°) acertar os coeficientes também de acordo com a reação global. Se a equação for multiplicada, a ΔH também deve ser multiplicada pelo mesmo número.
3°) realizar o somatório para montar a reação global;
4°) somar os valores das ΔH das equações intermediárias para achar a ΔH da reação global.
Exemplo:
Calcule a variação de entalpia da seguinte reação pela Lei de Hess:
Dados:
Resolução:
Deve-se escrever todas as equações intermediárias (dados) de acordo com a reação global. Na primeira equação, o que há em comum é o C(grafite). Então ele deve ser escrito da mesma forma (como reagente e 1mol).
A segunda equação tem em comum com a reação global o H2(g). Nos dados, esta esécie química não está exatamente igual como na global. Deve-se multiplicar toda a equação por 2, inclusive a ΔH2
A terceira equação tem em comum com a reação global o CH4(g). deve-se inverter a posição desta equação e portanto trocar o sinal da ΔH3
Veja como deve ser feito:
http://www.agracadaquimica.com.br/quimica/arealegal/outros/165.pdf
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