4 - Entenda sobre... Entalpia (H)

Entalpia é a quantidade de energia em uma determinada reação, podemos calcular o calor de um sistema através da variação de entalpia (∆H).

A variação da Entalpia está na diferença entre a entalpia dos produtos e a dos reagentes, sendo assim, o calor de uma reação corresponde ao calor liberado ou absorvido em uma reação, e é simbolizado por ∆ H, veja como se calcula:

ΔH _total = ΔH _final – ΔH _inicial 

A variação da entalpia pode ser determinada pela equação acima, e depende da temperatura, pressão, estado físico, número de mol e da variedade alotrópica das substâncias.

Em algumas reações químicas (não sintetizadas), não é possível calcular o valor de

Δ H, o que faz com que sua entalpia seja conhecida através da entalpia de outras reações a variação de entalpia é a mesma, independente da etapa em que a reação ocorre.

Com o intuito de se calcular a entalpia de reações, foi criada uma forma padrão de realizar comparações, chamada entalpia-padrão, para que as entalpias sejam comparadas de acordo com uma da mesma condição, o que leva o nome de estado-padrão.

Formas de Entalpia:

Entalpia de Mudança de Estado Físico: Ela mostra a energia necessária para que 1 mol de substância, nas condições-padrão de temperatura e pressão, mude de estado físico Dentro desse tipo de entalpia, temos:

• Entalpia de Vaporização: energia que precisa ser absorvida para vaporizar (passar do estado líquido para o estado de gasoso) 1 mol da substância. Como se absorve energia na forma de calor, esse é um processo endotérmico e o valor da entalpia de vaporização será sempre positivo.  Exemplo:

H2O(l) → H2O(v)    ?Hvaporização = +44 kJ

• Entalpia de Fusão: energia que precisa ser absorvida para que 1 mol da substância passe do estado sólido para o estado líquido. Nesse caso, também é um processo endotérmico e o valor da entalpia de vaporização será sempre positivo.  Exemplo:

H₂O_(s) → H₂O_(l)    ?H_fusão = +7,3 kJ

• Entalpia de Liquefação: energia que precisa ser liberada para que 1 mol da substância passe do estado gasoso para o estado líquido. Já nesse caso, o processo é exotérmico e o valor da entalpia de vaporização será sempre negativo. Exemplo:

H₂O_(v)    → H₂O_(l) ?H_liquefação = -44 kJ

• Entalpia de Solidificação: energia que precisa ser liberada para que 1 mol da substância passe do estado líquido para o sólido. O processo também é exotérmico e o valor da entalpia de vaporização será sempre negativo. Exemplo:

H₂O_(l)    → H₂O_(s)   ?H_{solidificação} = -7,3 kJ

• Entalpia de Formação: calor liberado ou absorvido na formação de 1 mol de uma substância a partir de seus elementos constituintes, que são substâncias simples, no estado padrão, com a entalpia igual a zero. Por exemplo, para descobrir a entalpia da molécula de água é só usar o valor da entalpia da reação de formação dessa molécula:

H_2(g) + ½ O_2(g) → H₂O_(l)    ?H =-286 kJ/mol

?H = HProdutos – HReagentes

-286 kJ/mol = HH₂O – (HH₂ + H_1/2 O₂)

-286 kJ/mol = HH₂O – 0

HH₂O =286 kJ/mol

• Entalpia de Combustão: é a energia liberada na combustão completa de 1 mol de uma substância no estado padrão. Como são reações de combustão, sempre será liberada energia na forma de calor, sendo, portanto, uma reação exotérmica com a variação da entalpia negativa. Exemplo:

CH_4(g) + ½ O₂ → 1 CO_2(g) + 2 H₂O    ?H⁰_combustão = -890,4 kJ/mol

• Entalpia de Neutralização: é a energia liberada na forma de calor, na reação entre 1 mol de H+(aq) e 1 mol de OH-(aq), fornecidos respectivamente por um ácido e uma base fortes, para a formação de 1 mol de água. Exemplo:

HCl_(aq) + NaOH_(aq) →  NaCl_(aq) + H₂O_(l) ?H_{neutralização} = -57,7 kJ

• Entalpia de Solução: é a soma da entalpia reticular (absorve energia) e da entalpia de hidratação (libera energia). Ocorrem quando se dissolve um soluto na água, gerando uma solução. Se o valor da variação da entalpia de solução der negativo, significa que o processo é exotérmico. Já se o valor der positivo, a dissolução é endotérmica. Exemplo:

KI_(s) → K⁺_(g) + I^-_(g) ?H_ret = +623 kJ/mol

K⁺_(g) + I^-_(g) → K⁺_(aq) + I^-_(aq) ?H_hid = -611 kJ/mol

KI_(s) → K⁺_(aq) + I^-_(aq)  ?H_sol = ?H_ret + ?H_hid

?H_sol = (+623 + (-611)) kJ/mol

?H_sol = + 21 kJ/mol

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