Entalpia de combustão

Entalpia de combustão é a energia liberada quando um mol de um combustível orgânico reage com o comburente (gás oxigênio).
Situação em que há presença de fogo pode ser entendida como entalpia de combustão

Entalpia de combustão, assim como outros tipos de entalpia (formação, neutralização, dissolução, etc.), trata-se da quantidade de energia liberada ou absorvida durante uma reação química ou fenômeno físico.

Porém, a entalpia de combustão, ou calor de combustão, deve ser definida como a quantidade ou a variação de energia (entalpia) liberada quando um mol de combustível orgânico (que apresenta, obrigatoriamente, átomos de hidrogênio ligados a carbono) reage com o comburente (gás oxigênio- O2).

Os combustíveis orgânicos mais comuns utilizados em entalpias de combustão são os hidrocarbonetos, os alcoóis, os carboidratos e os lipídeos.

CxHy + zO2 → produtos + energia (em Kcal ou KJ)

Assim, é muito comum os estudantes relacionarem a entalpia de combustão com um processo de queima, ou seja, um objeto ou líquido ardendo em chamas, como é o caso da madeira na lareira.


Entalpia de combustão da madeira liberando calor para a casa

Por ser um fenômeno exotérmico, a entalpia de combustão sempre apresenta uma variação de entalpia menor que zero:

ΔH < 0

Como a variação de entalpia é dada pela diferença entre a entalpia dos produtos e a entalpia dos reagentes, podemos afirmar que, na entalpia de combustão, a entalpia dos reagentes é sempre maior que a entalpia dos produtos, pois:

ΔH < 0

Hp-Hr < 0

Hp < Hr

Vejamos agora alguns exemplos com formas de identificar esse tipo de entalpia, além da avaliação do ΔH:

a) Combustão completa

Há uma entalpia de combustão completa quando a substância combustível (substâncias orgânicas, por exemplo, hidrocarbonetos, alcoóis, cetonas, etc.), ao reagir com o comburente, forma necessariamente dióxido de carbono (CO2) e água (H2O).

A equação química que representa uma entalpia de combustão completa tem o seguinte padrão:

CxHy + zO2 → xCO2 + yH2O

Ou

CxHyOw + zO2 → xCO2 + yH2O

1º Exemplo: Entalpia de combustão completa da gasolina (C8H18)

C8H18 + 25/2 O2 → 8 CO2 + 9 H2O

A equação química balanceada da combustão completa da gasolina demonstra que foram gerados 8 mol de dióxido de carbono e 9 mol de água, além de haver liberação de certa quantidade de energia, já que o seu ΔH é menor do que 0.

Exemplo 2: Entalpia de combustão completa do etanol (C2H6O)

C2H6O + 3 O2 → 2 CO2 + 3 H2O

Pela equação química balanceada da combustão completa do etanol, observa-se que foram gerados 2 mol de dióxido de carbono e 3 mol de água, além de ter sido liberada certa quantidade de energia, já que o seu ΔH é menor do que 0.

b) Combustão incompleta

Ocorre uma entalpia de combustão incompleta quando a substância combustível (substâncias orgânicas, por exemplo, hidrocarbonetos, alcoóis, cetonas, etc.), ao reagir com o comburente, forma necessariamente monóxido de carbono (CO) e água (H2O).

A equação química que representa uma entalpia de combustão completa tem o seguinte padrão:

CxHy + zO2 → xCO + yH2O

Ou

CxHyOw + zO2 → xCO + yH2O

1º Exemplo: Entalpia de combustão incompleta do gás acetileno (C2H2)

C2H2+ 3/2 O2 → 2 CO + 1 H2O

Percebe-se, pela equação química balanceada da combustão incompleta do gás acetileno, que foram gerados 2 mol de monóxido de carbono e 1 mol de água, além de haver liberação de certa quantidade de energia, já que o seu ΔH é menor do que 0.

2º Exemplo: Entalpia de combustão incompleta da acetona (C3H6O)

C3H6O + 5/2 O2 → 3 CO + 3 H2O

A equação química balanceada da combustão incompleta da acetona demonstra que foram gerados 3 mol de monóxido de carbono e água, além de haver a liberação de certa quantidade de energia, já que o seu ΔH é menor do que 0.

c) Combustão envolvendo substâncias simples

São entalpias de combustão em que, além do gás oxigênio (o comburente), o combustível também é uma substância simples. Nesse caso, diferentemente da combustão completa e da incompleta, há a formação de um único produto.

Alguns exemplos desse tipo de entalpia de combustão são:

1º Exemplo: Combustão do gás hidrogênio

H2 + ½O2 → H2O

Por meio da equação química balanceada da combustão do gás hidrogênio, podemos perceber que foi gerado apenas um mol de água, e houve a liberação de certa quantidade de energia, já que o seu ΔH é menor do que 0.

2º Exemplo: Combustão do carbono

C + O2 → CO2

Conforme essa equação química balanceada da combustão do carbono, verifica-se que foi gerado apenas um mol de dióxido de carbono, como também houve liberação de certa quantidade de energia, já que o seu ΔH é menor do que 0.

Por Diogo Lopes Dias