Realizar o cálculo da entalpia de uma reação significa determinar a variação de energia que houve desde a mistura dos reagentes até a formação dos produtos. Na equação a seguir, temos a representação de reagentes e produtos A + B → C + D
Cada participante de uma reação apresenta uma entalpia (H), ou seja, cada participante apresenta certa quantidade de energia. Durante a ocorrência da reação, as ligações entre os reagentes são quebradas e as ligações entre os átomos dos produtos são formadas. Dessa forma, durante a reação química, estabelece-se uma variação de energia. Para determinar o cálculo da entalpia de uma reação, é necessário primeiramente conhecer as entalpias individuais de cada um dos participantes. Normalmente os exercícios sempre fornecem os valores das entalpias de reagentes e produtos. Por exemplo: ZnS + O2 → ZnO + SO2
Se tivéssemos uma substância simples, o valor da entalpia seria igual a zero. No entanto, vale ressaltar que, se na reação a substância simples for um alótropo, devemos ter o cuidado de saber se lidamos com o alótropo mais estável do elemento químico que forma essa substância. O alótropo mais estável sempre apresenta entalpia igual a zero, por isso o exercício não realizará essa indicação. Veja uma tabela com os elementos que formam alótropos e aqueles que são mais estáveis: OBS.: A forma alotrópica mais estável do elemento indica a substância encontrada em maior quantidade na natureza. O cálculo da entalpia da reação é chamado, de forma geral, de variação da entalpia e sempre é representado pela sigla ∆H. Como se trata de uma variação, o cálculo da entalpia da reação envolve a subtração entre a entalpia dos produtos pela entalpia dos reagentes: ∆H = HP - HR A realização do cálculo da variação da entalpia permite identificarmos se a reação é endotérmica ou exotérmica. Se o resultado for negativo, a reação será exotérmica; já se o resultado for positivo, a reação será endotérmica. ∆H = - (Exotérmico) Ao realizar o cálculo da variação da entalpia de uma reação, é muito importante que estejamos muito atentos ao balanceamento, já que os valores das entalpias fornecidos pelo exercício sempre são expressados em mol. Assim, se o participante da reação apresentar mais de um mol, devemos multiplicar o valor da sua entalpia pela sua quantidade expressa no balanceamento. Veja um exemplo: 2 ZnS + 3 O2 → 2 ZnO + 2 SO2 Observamos que os coeficientes que fazem o balanceamento da equação são 2, 3, 2 e 2. Assim, os valores das entalpias de cada um dos participantes serão:
A partir desses dados, podemos realizar o cálculo da variação da entalpia da reação. Vale relembrar que os valores dos produtos devem ser somados entre si, assim como os dos reagentes: ∆H = HP - HR ∆H = [(-166,48) + (-141,998)] - [(-98,46) + 0] ∆H = (- 308,468) – (-98,46) ∆H = -308,468 + 98,46 ∆H = - 210,008 Kcal/mol OBS.: Como o resultado foi negativo, essa reação é exotérmica. Agora acompanhe a resolução de um exercício de vestibular sobre o cálculo da entalpia de uma reação: (UFMS) O valor do H para a equação balanceada abaixo é de: Dados: HAg2S = - 32,6 KJ/mol, HH2O = - 285,8 KJ/mol, HH2S = - 20,6 KJ/mol, 2 Ag2S + 2 H2O → 4 Ag + 2 H2S + O2 a) 485,6 KJ b) 495,6 KJ c) 585,6 KJ d) 595,6 KJ e) 600 KJ Os dados fornecidos pelo exercícios são: OBS.: Como temos o O2 na equação, que é o alótropo mais estável do oxigênio, sua entalpia vale 0 KJ. Como o Ag é uma substância simples, sua entalpia vale 0 KJ. HAg2S = - 32,6 KJ/mol Levando em consideração o balanceamento, devemos multiplicar o coeficiente pela entalpia de cada um dos participantes: HAg2S = - 32,6 . 2 = - 65,2 KJ Por fim, basta utilizar os dados na fórmula da variação da entalpia: ∆H = HP - HR ∆H = [(0) + (-41,2) + 0] - [(-65,2) + (-571,6)] ∆H = (- 41,2) – (-636,8) ∆H = -41,2 + 636,8 ∆H = 595,6 Kcal/mol Como o resultado da variação foi positivo, a reação é endotérmica.
Realize exercícios de Termoquímica mais específicos sobre os processos endotérmicos e exotérmicos que envolvem reações e mudanças de estado. Questão 1
Considere as reações abaixo e marque a alternativa que indica corretamente as reações endotérmicas: I. CH4(g) + 2 O2(g) → CO2(g) + H2O(l) + 889,5 kJ II. Fe2O3(s) +3 C(s) → 2 Fe(s) +3 CO(g) ΔH = + 490 kJ III. 6 CO2(g) + 6 H2O(l) + 2 813 → C6H12O6(g) + 6 O2(g) IV. HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O(l) ΔH = - 57,7 kJ V. 1 H2(g) + 1/2 O2(g) → 2 H2O(l) + 68,3 kcal VI. 1 H2(g) + 1 I2(g) → 2 HI(g) ΔH = + 25,96 kJ/mol a) II e III. b) I e IV. c) II, III e VI. d) I, IV e V. e) I, III e V.
Questão 2
Assinale a alternativa que contém apenas processos com ΔH negativo: a) Combustão e fusão. b) Combustão e sublimação de sólido para gás. c) Combustão e sublimação de gás para sólido. d) Fusão e ebulição. e) Evaporação e solidificação.
Questão 3
Observe o diagrama de um processo químico abaixo:
Pode-se afirmar que esse processo é: a) exotérmico, com ΔH = + 230 kJ. b) endotérmico, com ΔH = + 570 kJ. c) endotérmico, com ΔH = + 230 kJ. d) exotérmico, com ΔH = - 230 kJ. e) exotérmico, com ΔH = - 570 kJ.
Questão 4
(UFMT) Nas reações químicas, a quantidade de calor liberada ou absorvida pela transformação é denominada calor de reação. Se uma reação é: (0) exotérmica, o sistema perde calor e a vizinhança ganha a mesma quantidade perdida pelo sistema. (1) endotérmica, o sistema ganha calor e a vizinhança perde a mesma quantidade recebida pelo sistema. (2) exotérmica, sua entalpia final é menor que sua entalpia inicial, logo sua variação de entalpia (?H) é menor que zero. (3) endotérmica, sua entalpia final é maior que sua entalpia inicial, logo sua variação de entalpia (?H) é maior que zero. Aponte a(s) alternativa(s) correta(s).
Questão 5
(Vunesp-SP) Ozonizador é um aparelho vendido no comércio para ser utilizado no tratamento da água. Nesse aparelho é produzido ozônio (O3) a partir do oxigênio do ar (O2), que mata os micro-organismos presentes na água. A reação de obtenção do ozônio a partir do oxigênio pode ser representada pela equação: 3 O2(g) ↔ 2 O3(g) ΔH = +284 kJ Com base nessa equação, e considerando a transformação de 1000 g de O2(g) em O3(g), a quantidade de calor envolvida na reação é: a) 2958,33 kJ e a reação é endotérmica. b) 1479,16 kJ e a reação é exotérmica. c) 739,58 kJ e a reação é exotérmica. d) 369,79 kJ e a reação é endotérmica. e) 184,90 kJ e a reação é endotérmica.
Questão 6
(UFRS) Considere as transformações a que é submetida uma amostra de água, sem que ocorra variação da pressão externa:
Pode-se afirmar que: a) as transformações 3 e 4 são exotérmicas. b) as transformações 1 e 3 são endotérmicas. c) a quantidade de energia absorvida em 3 é igual à quantidade liberada em 4. d) a quantidade de energia liberada em 1 é igual à quantidade liberada em 3. e) a quantidade de energia liberada em 1 é igual à quantidade absorvida em 2.
Resposta - Questão 1
Alternativa “c”. Nos processos endotérmicos, o valor de ΔH é sempre positivo (ΔH > 0). Além disso, quando a reação não é representada por uma equação termoquímica (quando aparece o ΔH), vemos que é endotérmica, porque ela absorve a energia, que fica no primeiro membro (reagente) da equação.
Resposta - Questão 2
Alternativa “c”. Em toda combustão (queima de algum combustível) ocorre liberação de calor, e na sublimação de gás para sólido, o gás precisa liberar calor para se tornar sólido.
Resposta - Questão 3
Alternativa “b”. ΔH = Hfinal - Hinicial ΔH = + 400 - (-170) ΔH = + 570 kJ É endotérmico, pois houve absorção de calor e o ΔH é positivo.
Resposta - Questão 4
Todas as afirmações estão corretas.
Resposta - Questão 5
Alternativa “a”. 3 O2(g) ↔ 2 O3(g) ΔH = +284 kJ 3 mols Pela equação termoquímica fornecida, temos: 3 mols de O2(g) absorvem das vizinhanças 284 kJ 3 . 32 g ------- 284 kJ x = 1000 . 284 3 . 32 x = 2958,33 kJ ΔH > 0 : reação endotérmica.
Resposta - Questão 6
Alternativa “e”. a) Errada. Somente a transformação 4 é exotérmica. b) Errada. As transformações 1 e 3 são exotérmicas. c) Errada. É o contrário: “a quantidade de energia liberada em 3 é igual à quantidade absorvida em 4.” d) Errada. A quantidade de energia liberada em 1 não é igual à quantidade liberada em 3, porque não são transformações iguais e nem são uma o oposto da outra, como ocorre em 1 e 2, e 3 e 4. e) Correta. 1 e 2 são processos opostos que envolvem a mesma quantidade de energia, sendo que em 1 a energia é liberada e, em 2, ela é absorvida. Versão desktop Copyright © 2022 Rede Omnia - Todos os direitos reservados Proibida a reprodução total ou parcial sem prévia autorização (Inciso I do Artigo 29 Lei 9.610/98) |
A produção do ozônio nessa reação é classificada como endotérmica, pois hp = hr. hr > hp. δh > 0.
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