Em uma reação química, tanto os reagentes quanto os produtos apresentam uma quantidade de energia interna: a entalpia. Como a medida da entalpia específica de cada substância em uma reação é muito complexa, é realizado o cálculo da variação da entalpia da reação (ΔH). Para efetuar esse cálculo, utilizamos a seguinte fórmula matemática:
ΔH = Hp-H
-
Hp = somas das entalpias dos produtos
-
Hr = soma das entalpias dos reagentes
O conhecimento da variação da entalpia de uma reação permite-nos classificá-la em relação à absorção ou liberação de calor, ou seja, podemos determinar se uma reação química é endotérmica (ΔH negativo) ou exotérmica (ΔH positivo).
Exemplos de cálculo da variação da entalpia:
Exemplo 1: (UFF) Considere os valores de entalpia padrão de formação (ΔHof) em KJ.mol-1 à 25°C das seguintes substâncias:
CH4(g) - 74,8
CHCl3(l) - 134,5
HCl(g) - 92,3
Para a reação:
CH4(g) + 3Cl2(g) → CHCl3(l) + 3HCl(g)
Qual será o valor do ΔHof?
Passo 1: Observar se a reação está balanceada, haja vista que as entalpias fornecidas pelo enunciado estão relacionadas a apenas um mol. Ao analisar a reação, percebemos que ela está balanceada, pois há 3 mols de Cl2 e 3 mols de HCl.
Passo 2: Calcular a entalpia dos reagentes por meio da soma dos seus valores (respeitando o balanceamento):
Hr = - 74,8 + 3.0
Hr = - 74,8 KJ.mol-1
Passo 3: Calcular a entalpia dos produtos pela soma dos seus valores (respeitando o balanceamento):
Hp = - 134,5 + 3.(-92,3)
Hp = - 134,5 – 276,9
Hp = - 411,4 KJ.mol-1
Passo 4: Aplicar os valores encontrados para as entalpias dos reagentes e produtos na fórmula do ΔH:
ΔH = Hp - Hr
ΔH = - 411,4 - (-74,8)
ΔH = - 411,4 + 74,8
ΔH = - 336,6 KJ.mol-1
Como o ΔH encontrado é negativo, trata-se de uma reação exotérmica.
Exemplo 2: (UERJ) O alumínio é utilizado como redutor de óxidos, no processo denominado aluminotermia, conforme mostra a equação química:
8 Al(s) + 3 Mn3O4(s) → 4 Al2O3(s) + 9 Mn(s)
Observe os dados:
substância entalpia de formação (ΔH/298K)
(kj.mol-1)
Al2O3(s) -1667,8
Mn3O4(s) -1385,3
Segundo a equação acima, para a obtenção do Mn(s), qual será a variação de entalpia, na temperatura de 298 K, em Kj?
Passo 1: Observar se a reação está balanceada, haja vista que as entalpias fornecidas pelo enunciado estão relacionadas a apenas um mol. Ao analisar a reação, percebemos que ela está balanceada, pois há 3 mols de Mn3O4(s) e 4 mols de Al2O3(s).
Passo 2: Calcular a entalpia dos reagentes por meio da soma dos seus valores (respeitando o balanceamento):
Hr = 8.0 + 3.(-1385,3)
Hr = - 4155,9 KJ.mol-1
Passo 3: Calcular a entalpia dos produtos pela soma dos seus valores (respeitando o balanceamento):
Hp = 4(-1667,8) + 9.(0)
Hp = 6671,2 + 0
Hp = - 6671,2 KJ.mol-1
Passo 4: Aplicar os valores encontrados para as entalpias dos reagentes e produtos na fórmula do ΔH:
ΔH = Hp - Hr
ΔH = - 6671,2 - (-4155,9)
ΔH = - 6671,2 + 4155,9
ΔH = - 2515,3 KJ.mol-1
Como o ΔH encontrado é negativo, trata-se de uma reação exotérmica.
Por Me. Diogo Lopes Dias
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