QUÍMICA
Físico-Química
Termoquímica (II)
ENTALPIA DE UM PROCESSO
Na fusão do gelo...
... a energia envolvida
pode ser chamada de
entalpia ou calor de
fusão.
Na reação entre um ácido e uma base...
HCl + NaOH = NaCl + H2O
... a energia envolvida pode ser chamada
de entalpia ou calor de neutralização.
“Entalpia de um processo é o nome que
se dá ao ΔH associado a esse processo.”
Há dois tipos de reação química que nos interessam em
particular: a reação de formação e a de combustão completa.
CALOR OU ENTALPIA DE FORMAÇÃO:
- é a energia envolvida na formação de 1 mol de uma substância,
a partir de seus elementos constituintes, no estado-padrão.
25ºC e 1 atm.
Forma alotrópica mais
estável, se houver.
1 C(grafite) + 1 O2(g) = 1 CO2(g)
ΔH = Calor de formação
do CO2(g)
Observe outros exemplos:
1 H2(g) + 1/2 O2(g) = 1 H2O(l)
ΔH = Calor de formação do H2O(l)
1 H2(g) + 1 S(α) + 2 O2(g) = 1 H2SO4(l)
ΔH = Calor de formação do H2SO4(l)
Se você
enxerga longe...
... já deve estar percebendo a
importância do conceito de
calor de formação!
Lembra como funcionava um calorímetro?
ΔH = ΔQ = m x c x Δt
Suponha que a reação fosse:
C(grafite) + O2(g) = CO2(g)
ΔH = HPROD. - HREAG.
REAÇÃO
ΔH = H(CO2(g)) - [ H(C(graf)) + H(O2(g)) ]
Mas, por convenção:
H(C(graf)) = ZERO = H(O2(g)),
então:
ΔH = H(CO2(g))
“O calor de formação é a própria
entalpia da substância formada!”
Dessa forma, é possível atribuir valores numéricos arbitrários - para a entalpia de diversas substâncias.
CÁLCULO DE ΔH
Conhecidas as respcetivas entalpias de formação, podemos
calcular o ΔH de uma reação aplicando a noção:
ΔH = HPRODUTOS - HREAGENTES
Exemplo:
Calcule o ΔH da reação: Fe2O3(s) + 3 C(s) = 2 Fe(s) + 3 CO(g),
sendo conhecidas as entalpias de formação: Fe2O3(s) = - 196,2
kcal/mol; CO(g) = - 26,4 kcal/mol
Resolução:
Fe2O3(s) + 3 C(s) = 2 Fe(s) + 3 CO(g)
0
0
ΔH = [ 2 . H(Fe(s)) + 3 . H(CO(g)) ] - [ H(Fe2O3(s)) + 3 . H(C(s)) ]
convenção
ΔH = [ 3 . (- 26,4 kcal) ] - [ - 196,2 kcal ]
ΔH = [ - 79,2 kcal ] - [ - 196,2 kcal ]
ΔH = + 117 kcal/mol Fe2O3(s)
convenção
CALOR OU ENTALPIA DE COMBUSTÃO:
- é a energia liberada na combustão de 1 mol de uma substância,
estando todos os participantes no estado-padrão.
Entendemos por combustão todo processo
rápido e exotérmico entre uma substância e
o oxigênio.
1 C(grafite) + 1 O2(g) = 1 CO2(g)
ΔH = Calor de combustão do C(grafite)
1 H2(g) + 1/2 O2(g) = 1 H2O(l)
ΔH = Calor de combustão do H2(g)
ou calor de formação
do CO2(g)
ou calor de formação
do H2O(l)
Se você tiver que equacionar a combustão completa
de um composto que apresente apenas os elementos
C e H (hidrocarboneto) ou C, H e O (orgânico
oxigenado) faça o seguinte:
Fórmula do
Composto
+
O2(g)
=
CO2(g) + H2O(l)
Em seguida, acerte os coeficientes para 1 mol do combustível.
Exemplo: Combustão completa do etanol (C2H5OH(l)):
1 C2H5OH(l) + 3 O2(g) = 2 CO2(g) + 3 H2O(l)
Combustão completa do butano (C4H10(g)):
1 C4H10(g) + 13/2 O2(g) = 4 CO2(g) + 5 H2O(l)