A entalpia e as reações endotérmicas e exotérmicas

Reação de oxi-redução - Fogo

A Termoquímica estuda os processos físicos cujas reações químicas envolvem troca de calor. Podemos dividir a termoquímica em dois processos: endotérmicos que são aqueles cujo calor é absorvido; e exotérmicos cujo calor é liberado. Por exemplo, a combustão da madeira em uma fogueira libera energia na forma de calor e, portanto, é uma reação exotérmica.

Quimicamente como a energia observada na queima da madeira foi liberada?

Na verdade, em toda a matéria existe uma quantidade de energia que pode se transformar de uma forma ou outra. Observações experimentais mostram que a energia não é criada e nem perdida; ou seja, a energia se conserva. Qualquer energia perdida pela matéria ou sistema é recebida pelas vizinhanças e vice-versa. Esta observação fundamental é a primeira lei da termodinâmica, também conhecida como a lei da conservação da energia.

Em princípio existe uma energia contida nos componentes da madeira (reagentes) e, quando ela queima indica que houve uma transformação química (formação de produtos), o calor observado é por causa de uma energia sendo liberada para a atmosfera. Em termos químicos, podemos dizer que cada substância possui uma energia interna, denominada de entalpia (simbolizado com a letra H maiúscula).

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Sabendo disso, podemos definir que a entalpia de uma reação pode ser expressa da seguinte forma:

ΔH = HProdutos – Hreagentes

Se o valor dessa equação for negativo, isso significa que a reação ocorre com a liberação de calor e é chamada de exotérmica; ou seja ΔH < 0. Por outro lado, se o valor de ΔH for positivo, a reação é endotérmica e o ΔH > 0

Por exemplo, a queima do carvão libera 393 kJ de energia na forma de calor, assim o valor da variação da entalpia nessa reação é dado por: ΔH = -393 kJ.

C(s) + O2(g) → CO2(g)

Já a reação de decomposição da água absorve calor e sua variação de entalpia é positiva (ΔH = +285,5 kJ):

H2O(l) → H2(g) + ½ O2(g)

Outro ponto importante é que visto que o ΔH depende de uma série de fatores, como temperatura, pressão, estado físico e número de mol. Por isso, foi estabelecida condições padrão (Ho) e, com isso, foi possível determinar os valores de entalpia de uma série de substâncias.

Condições padrão: pressão de 1 atm e temperatura de 25 ºC.

Quando todos os reagentes e produtos de uma reação estão no seu estado padrão, a variação de entalpia será denominada variação de entalpia padrão (ΔHo).

Existem vários tipos de entalpia, dependendo dos vários tipos de reações e mudanças de estado físico:s são:

Entalpia de Mudança de Estado Físico: energia necessária para que 1 mol de substância, nas condições padrão de temperatura e pressão, mude de estado físico e inclui entalpia de vaporização, entalpia de fusão, entalpia de liquefação e entalpia de solidificação;

Entalpia de Formação: calor liberado ou absorvido na formação de 1 mol de uma substância a partir de seus elementos constituintes, que são substâncias simples, no estado padrão, com a entalpia igual a zero;

Entalpia de Combustão: energia liberada na combustão completa de 1 mol de uma substância no estado padrão;

Entalpia de Neutralização: é a energia liberada na forma de calor, na reação entre 1 mol de H+(aq) e 1 mol de OH(aq), fornecidos respectivamente por um ácido e uma base fortes, para a formação de 1 mol de água;

Entalpia de Solução: é a soma da entalpia reticular (absorve energia) e da entalpia de hidratação (libera energia). Ocorre quando se dissolve um soluto na água, gerando uma solução.

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