Grandeza física que estuda a energia das reações químicas
A entalpia, também chamada de entalpia absoluta, é uma grandeza física que se ocupa em estudar o conteúdo energético (em forma de calor) que existe nas substâncias durante as reações químicas. As reações podem ser exotérmicas, que são aquelas em que ocorre liberação de calor ou as reações endotérmicas, que são aquelas em que ocorre a absorção do calor.
O termo, definido pela termoquímica, corresponde à energia, sempre em forma de calor, que existe em cada substância durante as reações químicas. Sua energia é medida, principalmente, em sistemas abertos. Tanto em reações endotérmicas, quanto em reações exotérmicas ocorre a transferência de calor entre o sistema reativo e o meio ambiente.
Representada pela letra H, essa grandeza tem relação com a energia que contém dentro de uma molécula. Contudo, ela não se mede pelo seu valor absoluto, e sim através da sua variação de entalpia. Essa variação pode ser medida por um aparelho chamado de calorímetro.
Principais conceitos da Termoquímica
Calor (Q): consiste na diferença de temperatura que existe entre dois sistemas (reação química), uma vez que a energia - em forma de calor – sempre acontece de um corpo que possui maior temperatura para um corpo que apresenta menor temperatura.
Calor de Reação (Qp): é a quantidade de calor trocada na reação com o meio externo.
Entalpia Absoluta (H): fundamenta-se na quantidade de calor que ocorre em uma reação química. Ela consiste em descobrir o quanto de calor é absorvido ou liberado em um sistema, visto que a pressão e temperatura devam ser constantes (CNTP).
Variação de Entalpia
Representada pelo símbolo "delta H", a variação de entalpia indica que a quantidade de calor foi liberada ou absorvida, sempre a uma pressão constante em uma reação química. Segundo a Lei de Hess, o cálculo é feito pela entalpia do produto (final) menos a entalpia do reagente (inicial). Confira abaixo a fórmula:
"Delta H" é a variação de entalpia;
Hf significa a entalpia final ou entalpia do produto;
Hi corresponde à energia inicial ou entalpia do reagente.
Se a entalpia inicial for maior que a final ela será negativa, pois significa que ocorreu uma reação exotérmica, ou seja, houve liberação de calor. Caso a entalpia final seja maior que a inicial ela sempre será positiva, visto que ocorreu uma reação endotérmica, isto é, absorveu calor.
Tipos
Existem muitos tipos de entalpia, por conta disso, o Guia Enem separou as quatro principais que mais caem nas provas de vestibulares. Veja:
Entalpia de Combustão
Também chamada de calor de combustão, consiste na energia fornecida pela combustão de um mol de um composto. Vale frisar que toda reação de combustão vai ser exotérmica, pois nesse processo sempre ocorre a liberação de energia para o meio.
Esse processo consiste na variação de energia que é concedida (sob a forma de calor) pela queima de 1 mol de uma substância que esteja, pela regra da termoquímica, sob condições constantes de temperatura e pressão. Por isso, a temperatura deve estar a 25°C e sob pressão de 1 atm.
Como se trata de uma reação exotérmica, os valores de "delta H" serão sempre negativos, pois a energia dos reagentes (energia inicial) será sempre maior que a energia dos produtos (energia final).
Um exemplo de reação exotérmica é a queima de combustão. (Foto: Pixabay)
Entalpia Padrão °
Foi estabelecido, por convenção, que toda substância simples apresenta valor de entalpia equivalente a 0. A partir dessa categoria dá para comparar os valores de entalpia de substâncias distintas, sob condições de temperatura e pressão diferentes. Conforme a Lei de Hess, ela é medida em uma reação química ao somar os valores das entalpias padrões das semi-reações. Veja o exemplo:
Note que a reação global ocorre em 3 etapas e pode acontecer em número maior ou menor. Além disso, cada etapa tem um valor de variação, por conta da arrumação das moléculas existentes. São removidas da reação as substâncias que se repetem mais de uma vez. No caso acima, o Z e o Y, aparecem mais de uma vez. O mesmo exemplo ocorre nas expressões matemáticas, onde números iguais (da mesma hierarquia) se repetem (+3 e -3).
O , "desta H", por sua vez, sempre será o mesmo, independente se é determinado pelo método direto ou pelo método de soma das reações.
Entalpia de Ligação
Corresponde à energia concedida ou absorvida para que aconteça as quebras nas ligações químicas que formam as substâncias. Quando esse rompimento de ligações químicas acontece nas substâncias dos reagentes (inicial), o processo é endotérmico. O contrário, quando ocorre um reorganização das moléculas para formar outras moléculas, esse fenômeno é exotérmico.
Entalpia de Formação
Consiste na energia (em forma de calor) liberada ou absorvida na formação de um mol de substâncias simples. Para calcular o conteúdo energético é necessário ter a informação do valor de entalpia de formação da reação que forma essa substância, a partir de substâncias simples. Veja abaixo:
Como se pode ver, essa é uma reação exotérmica, pois o "desta H" é menor que zero. Ocorreu, nesse caso, liberação de energia. O CO2 que foi formado a partir do carbono grafite e do oxigênio gasoso, ou seja, são duas substâncias simples no estado padrão.
