A ENTALPIA E VARIAÇÕES DA ENTALPIA

ENTALPIA E VARIAÇÕES DA ENTALPIA

Josiah Willard Gibbs introduziu uma nova função de estado denominada entalpia (do grego en, em,+ thalpein, quente), que é a quantidade de energia que a substância contém dentro de si, além da energia interna ou intrínseca, U, todo o sistema possui uma energia elástica, PV, resultante do volume V que ocupa sob a pressão P. A energia PV pode ser considerada como o trabalho necessário para gerar um volume V sob uma pressão P. As duas quantidades U e PV encontram-se frequentemente associadas nas equações termodinâmicas. A entalpia é definida como a soma destas duas quantidades:

H = U + PV

Onde p é a pressão do sistema e V volume. Como U, p e V são funções de estado, e entalpia torna-se também uma função de estado. Como qualquer outra função de estado, a variação de entalpia, ΔH, entre um par de estados inicial e final é independente do processo que leva o sistema de um estado para outro.

Embora a definição de entalpia possa parecer arbitrária, ela tem implicações importantes para a termoquímica, como embora seja uma propriedade composta, a entalpia mostrou-se mais importante do que a energia interna, principalmente no estudo dos fenômenos que se realizam sob pressão constante.

A Variação de entalpia é uma grandeza física mais conhecida pela sigla ΔH,que indica a quantidade de energia absorvida ou liberada por uma Reação química, podendo ser uma reação endotérmica(quando existe absorção de energia) ou exotérmica(quando há liberação de energia). A variação da Entalpia está na diferença entre a entalpia dos produtos e a dos reagentes, sendo assim, o calor de uma reação corresponde ao calor liberado ou absorvido em uma reação, e é simbolizado por ∆ H, veja como se calcula:

ΔH = Produtos – Reagentes

Independente do sistema químico, quando há a ocorrência de uma reação química com liberação ou absorção de calor pelo sistema há a variação de entalpia (ΔH).

Para as reações exotérmicas, o valor de ΔH será sempre negativo (ΔH < 0):

Para as reações endotérmicas, o valor de ΔH será sempre positivo (ΔH > 0):

Alguns fatores importantes podem levar a alteração dos valores de ΔH de uma reação química, tais como, a fase de agregação das partículas, Alotropia entre os reagentes e os produtos (cada estado alotrópico possui um ΔH distinto), a temperatura, pressão, quantidade de matéria e o meio reacional.

ESTADOS FÍSICOS E ENTALPIA

Sempre que temos uma mudança de estado físico, existe a absorção ou liberação de energia, assim temos a variação da entalpia. Essas mudanças de estado físico são facilmente conhecidas, como os elementos podem ir do estado gasoso para o líquido e do líquido para o sólido, não necessariamente nessa ordem, mas por todos esses estados. Quando a substância passa do estado físico, sólido para líquido e em seguida para gasoso, ocorre absorção de calor e quando a substância passa do estado gasoso para líquido e em seguida para sólido, ocorre liberação de calor.

absorção de calor

SÓLIDO LÍQUIDO GASOSO

Liberação de calor

Podemos evidenciar as variações de entalpia que acontecem nas mudanças de estado física da água.

Na Fusão notamos uma mudança de estado físico do sólido para o líquido. Ela ocorre quando a água passa por uma entalpia de fusão: derretimento do gelo decorrente de uma absorção de calor. Para saber a variação de entalpia necessária para que a água passe do estado sólido para o líquido. é preciso ter em mente a variação da entalpia tanto no estado líquido quanto no sólido para assim encontrar a diferença. É preciso observar que toda a energia que é liberada quando existe o processo de formação da água líquida no estado sólido é maior do que o processo inverso, isso porque a água precisa absorver mais energia. . Solidificação é quando ocorre o inverso do que ocorre na, ou seja, de água líquida para água sólida, ou solidificação, é preciso que a água perca energia. Isso acontece no processo de formação de neve e é chamado de processo exotérmico. Com isso conseguimos concluir que o calor de solidificação ou entalpia é, na verdade, a quantidade de energia perdida, fazendo assim com que 1 mol de água saia do estado sólido e vá para o estado líquido. . Vaporização é mudança de estado físico que pode acontecer com a água é quando a água passa de líquida para o vapor. Para isso É necessário que haja a absorção de energia para que assim as ligações intermoleculares possam ser quebradas entre as moléculas. Isso porque no estado gasoso as moléculas ficam mais afastadas do que quando estão no estado líquido. Com isso dizemos que o processo de vaporização nada mais é do que um processo endotérmico. . Liquefação para que essa mudança de estado físico aconteça é preciso que se perca energia, para assim se transformar em estado líquido. Por isso, esse é um processo exotérmico.

A aplicação da lei de Hess consiste em facilitar os cálculos das entalpias de reações, que, na pratica, seriam difíceis de determinar, através de outras equações termoquímicas.

EXERCÍCIOS SOBRE A LEI DE HESS

1. (Mack-2005) Dadas as energias de ligação em kJ/mol (valores absolutos), o calor, em kJ/mol, da reação abaixo equacionada é:

a) +323,8 b) –431,8 c) –521,4 d) –89,6 e) +104,6

2. Com respeito à lei de Hess, julgue os itens a seguir como verdadeiros ou falsos: a) A lei de Hess permite calcular as entalpias de reações que, experimentalmente, seriam difíceis de determinar. b) Pela lei de Hess, podemos usar quaisquer reações intermediárias cujos valores sejam conhecidos e cujo somatório algébrico