A Variação De Entalpia (∆H) É Uma Grandeza Relacionada À Variação De Energia Que Depende Apenas Dos Estados Inicial E Final De Uma Reação. Analise As Seguintes Equações Químicas: I) C3 H8(g) + 5 O2(g) → 3 CO2(g) + 4 H2O(L) Ii) C(grafite) + O2(g) →
A Variação de Entalpia (∆H) em Reações Químicas
A variação de entalpia (∆H) é uma grandeza fundamental na química que descreve a variação de energia associada a uma reação química. Ela é uma medida da quantidade de energia liberada ou absorvida durante uma reação, e depende apenas dos estados inicial e final da reação. Neste artigo, vamos analisar as equações químicas abaixo e discutir como a variação de entalpia (∆H) é calculada e interpretada.
Equações Químicas
i) C3H8(g) + 5 O2(g) → 3 CO2(g) + 4 H2O(L)
ii) C(grafite) + O2(g) → CO2(g)
Análise da Variação de Entalpia (∆H)
A variação de entalpia (∆H) é calculada usando a fórmula:
∆H = ∑(nE)final - ∑(nE)inicial
onde n é o número de moléculas de cada substância e E é a energia associada a cada molécula.
Exemplo 1: Reação de Combustão do Metano
A reação de combustão do metano é representada pela equação:
C3H8(g) + 5 O2(g) → 3 CO2(g) + 4 H2O(L)
Nesta reação, o metano (C3H8) reage com o oxigênio (O2) para formar dióxido de carbono (CO2) e água (H2O). A variação de entalpia (∆H) para esta reação pode ser calculada usando a fórmula acima.
Cálculo da Variação de Entalpia (∆H)
Para calcular a variação de entalpia (∆H), precisamos conhecer as energias associadas a cada molécula envolvida na reação. As energias de formação (ΔHf) são valores conhecidos para cada substância e podem ser encontrados em tabelas de dados químicos.
A energia de formação do metano (C3H8) é de -74,8 kJ/mol, enquanto a energia de formação do oxigênio (O2) é de 0 kJ/mol (pois é um gás puro). A energia de formação do dióxido de carbono (CO2) é de -393,5 kJ/mol, e a energia de formação da água (H2O) é de -285,8 kJ/mol.
Cálculo da Variação de Entalpia (∆H)
Agora podemos calcular a variação de entalpia (∆H) para a reação de combustão do metano:
∆H = ∑(nE)final - ∑(nE)inicial = (3 mol x -393,5 kJ/mol) + (4 mol x -285,8 kJ/mol) - (1 mol x -74,8 kJ/mol) - (5 mol x 0 kJ/mol) = -1181,5 kJ - 1143,2 kJ + 74,8 kJ = -2350,0 kJ
Interpretação da Variação de Entalpia (∆H)
A variação de entalpia (∆H) calculada para a reação de combustão do metano é de -2350,0 kJ. Isso significa que a reação libera 2350,0 kJ de energia por mol de metano que reage. Essa energia é liberada na forma de calor, o que explica por que a reação de combustão do metano é exotérmica.
Exemplo 2: Reação de Oxidação do Grafite
A reação de oxidação do grafite é representada pela equação:
C(grafite) + O2(g) → CO2(g)
Nesta reação, o grafite (C) reage com o oxigênio (O2) para formar dióxido de carbono (CO2). A variação de entalpia (∆H) para esta reação pode ser calculada usando a fórmula acima.
Cálculo da Variação de Entalpia (∆H)
Para calcular a variação de entalpia (∆H), precisamos conhecer as energias associadas a cada molécula envolvida na reação. A energia de formação do grafite (C) é de 0 kJ/mol (pois é um sólido puro), enquanto a energia de formação do oxigênio (O2) é de 0 kJ/mol. A energia de formação do dióxido de carbono (CO2) é de -393,5 kJ/mol.
Cálculo da Variação de Entalpia (∆H)
Agora podemos calcular a variação de entalpia (∆H) para a reação de oxidação do grafite:
∆H = ∑(nE)final - ∑(nE)inicial = (1 mol x -393,5 kJ/mol) - (1 mol x 0 kJ/mol) - (1 mol x 0 kJ/mol) = -393,5 kJ
Interpretação da Variação de Entalpia (∆H)
A variação de entalpia (∆H) calculada para a reação de oxidação do grafite é de -393,5 kJ. Isso significa que a reação libera 393,5 kJ de energia por mol de grafite que reage. Essa energia é liberada na forma de calor, o que explica por que a reação de oxidação do grafite é exotérmica.
Conclusão
A variação de entalpia (∆H) é uma grandeza fundamental na química que descreve a variação de energia associada a uma reação química. Ela é calculada usando a fórmula ∆H = ∑(nE)final - ∑(nE)inicial, onde n é o número de moléculas de cada substância e E é a energia associada a cada molécula. A variação de entalpia (∆H) é uma medida da quantidade de energia liberada ou absorvida durante uma reação, e depende apenas dos estados inicial e final da reação. Neste artigo, analisamos as equações químicas de combustão do metano e oxidação do grafite e discutimos como a variação de entalpia (∆H) é calculada e interpretada.
Perguntas e Respostas sobre Variação de Entalpia (∆H)
A variação de entalpia (∆H) é uma grandeza fundamental na química que descreve a variação de energia associada a uma reação química. Aqui estão algumas perguntas e respostas sobre variação de entalpia (∆H) que podem ajudar a esclarecer suas dúvidas.
Q: O que é variação de entalpia (∆H)?
A: A variação de entalpia (∆H) é a diferença entre a energia total de um sistema antes e depois de uma reação química. Ela é uma medida da quantidade de energia liberada ou absorvida durante uma reação.
Q: Como é calculada a variação de entalpia (∆H)?
A: A variação de entalpia (∆H) é calculada usando a fórmula ∆H = ∑(nE)final - ∑(nE)inicial, onde n é o número de moléculas de cada substância e E é a energia associada a cada molécula.
Q: O que é energia de formação (ΔHf)?
A: A energia de formação (ΔHf) é a energia necessária para criar uma molécula a partir de seus átomos constituintes. Ela é um valor conhecido para cada substância e pode ser encontrado em tabelas de dados químicos.
Q: Por que é importante conhecer a variação de entalpia (∆H)?
A: Conhecer a variação de entalpia (∆H) é importante porque ela ajuda a entender a natureza da reação química. Se a variação de entalpia (∆H) é negativa, a reação é exotérmica e libera energia. Se a variação de entalpia (∆H) é positiva, a reação é endotérmica e absorve energia.
Q: Como a variação de entalpia (∆H) é relacionada à temperatura?
A: A variação de entalpia (∆H) é relacionada à temperatura porque a energia de formação (ΔHf) é afetada pela temperatura. Em geral, a energia de formação (ΔHf) aumenta com a temperatura.
Q: O que é entalpia de vaporização (ΔHvap)?
A: A entalpia de vaporização (ΔHvap) é a energia necessária para transformar um líquido em vapor. Ela é um valor conhecido para cada substância e pode ser encontrado em tabelas de dados químicos.
Q: Como a variação de entalpia (∆H) é relacionada à entalpia de vaporização (ΔHvap)?
A: A variação de entalpia (∆H) é relacionada à entalpia de vaporização (ΔHvap) porque a energia de formação (ΔHf) é afetada pela entalpia de vaporização (ΔHvap). Em geral, a energia de formação (ΔHf) aumenta com a entalpia de vaporização (ΔHvap).
Q: O que é entalpia de fusão (ΔHfus)?
A: A entalpia de fusão (ΔHfus) é a energia necessária para transformar um sólido em líquido. Ela é um valor conhecido para cada substância e pode ser encontrado em tabelas de dados químicos.
Q: Como a variação de entalpia (∆H) é relacionada à entalpia de fusão (ΔHfus)?
A: A variação de entalpia (∆H) é relacionada à entalpia de fusão (ΔHfus) porque a energia de formação (ΔHf) é afetada pela entalpia de fusão (ΔHfus). Em geral, a energia de formação (ΔHf) aumenta com a entalpia de fusão (ΔHfus).
Q: O que é entalpia de sublimação (ΔHsub)?
A: A entalpia de sublimação (ΔHsub) é a energia necessária para transformar um sólido em vapor. Ela é um valor conhecido para cada substância e pode ser encontrado em tabelas de dados químicos.
Q: Como a variação de entalpia (∆H) é relacionada à entalpia de sublimação (ΔHsub)?
A: A variação de entalpia (∆H) é relacionada à entalpia de sublimação (ΔHsub) porque a energia de formação (ΔHf) é afetada pela entalpia de sublimação (ΔHsub). Em geral, a energia de formação (ΔHf) aumenta com a entalpia de sublimação (ΔHsub).
Conclusão
A variação de entalpia (∆H) é uma grandeza fundamental na química que descreve a variação de energia associada a uma reação química. Conhecer a variação de entalpia (∆H) é importante porque ela ajuda a entender a natureza da reação química. Neste artigo, respondemos a perguntas frequentes sobre variação de entalpia (∆H) e fornecemos informações sobre como ela é calculada e relacionada a outras grandezas químicas.