O que Eu Devo Saber Sobre Termoquímica?

É importante ter atenção com o conteúdo programático dos vestibulares e do ENEM para que, ao chegar no período de provas, você esteja completamente preparado. Para te deixar ainda mais seguro quanto a isso, fizemos um resumo completo sobre Termoquímica.

Assim, você estuda de maneira mais assertiva e tem mais chances de vencer o vestibular. Preparado para começar?

A Termoquímica estuda o calor das reações.
A Termoquímica estuda o calor das reações.

O que é Termoquímica?

A Termoquímica estuda o calor da reação provocada pela troca de energia do meio externo com os reagentes. Toda reação química absorve ou gera calor, ou seja, há sempre uma troca de energia.

A emissão ou absorção de luz,  calor ou eletricidade são manifestações dessa energia que podem até provocar mudanças de estado físico nos componentes das reações.

Equação termoquímica

É a equação química que apresenta a entalpia da reação e onde menciona-se todos os fatores que podem influenciar no valor da entalpia.

São eles:

  • proporção estequiométrica;
  • estado físico;
  • estrutura cristalina;
  • temperatura;
  • pressão;
  • variação da entalpia.

Exemplos dessas equações:

H~2(g)~ + ½ O~2(g)  →~ H~2~O~(l)~    ΔH =-286,6 KJ/mol (25ºC,1atm)
C~(diamante) +~ O~2(g) →~ CO~2(g)~ ΔH =-395 KJ/mol (25ºC,1atm)
H~2(g)~ + Cl~2(g)~ ~→~ 2HCl~(g)~    ΔH =-184,1 KJ/mol (75ºC,1atm)

Como determinar o calor de reação (entalpia)?

O calor de reação, chamado de entalpia, pode ser determinado de maneira indireta pelo próprio conceito de variação de entalpia:

ΔH = Hp – Hr

Só é possível determinar a variação de entalpia de uma reação, ou seja, não é possível definir a entalpia de cada substância separadamente.

Devido a isso, os químicos atribuíram um valor arbitrário de entalpia a um grupo de substâncias para, a partir delas, elaborarem uma escala com entalpias relativas das demais.

O grupo escolhido foi o das substâncias simples alotrópicas mais estáveis — ou seja, as que são encontrados em maior quantidade na natureza. Para estas, a uma temperatura de 25ºC e pressão 1atm, a entalpia foi definida como zero, sendo chamada entalpia-padrão.

Exemplo:

O~2~ (g): H = 0 / O~2~(l) e O~3~ (g): H ≠ 0.

Calor ou entalpia-padrão de formação (ΔH) 0f

A entalpia-padrão é a variação de entalpia da formação de 1 mol de um produto por meio de seus elementos constituintes (substâncias simples), todos em seus estados-padrão.

Estado padrão na termoquímica é caracterizado por:

  1. Temperatura de 25ºC;
  2. Pressão de 1 atm;
  3. Estrutura cristalina ou alotrópica mais estável (se for o caso);
  4. Estado físico usual da substância.

Em reações exotérmicas a entalpia final é menor do que a entalpia inicial, de modo que ∆H tem valor negativo (∆H < 0). Nesse tipo de reação ocorre a liberação de energia.

Exemplo:

Queima de alimentos pelo organismo, reações de combustão.

Gráfico: Reação exotérmica
Gráfico: Reação exotérmica

Usando valores imaginários de entalpia, você poderá entender mais facilmente o sinal de ∆H.

∆H = HP – HR = 32 – 100 = -68

H~2~(g) + 1/2O~2~(g) → H~2~O(l) ∆H = -68 kcal

Classicamente, o calor de reação seria um “produto”:

H~2~(g) + 1/2O~2~(g) → H~2~O(l) + 68 kcal

Em reações endotérmicas, a entalpia final é maior que a entalpia inicial, de modo que o ∆H tem um valor positivo (∆H > 0). Nesse tipo de reação ocorre a absorção de energia.

Exemplo:

Quando a luz solar incide em uma molécula de clorofila das plantas, ocorre uma reação endotérmica. Ela absorve parte da energia luminosa permitindo a reação do gás carbônico com água, que produz carboidratos e libera oxigênio. A absorção da energia em forma de luz e sua transformação em energia química permitem o crescimento das plantas, seu florescimento e a produção de frutos.

Gráfico: Reação endotérmica
Gráfico: Reação endotérmica

Usando valores imaginários, teríamos:

∆H = HP – HR = -62,4 – 50 = + 12,4

H~2~(g) + I~2~(s) → 2HI(g)    ∆H = + 12,4 kcal

Classicamente, o calor de reação seria um “reagente”.

H~2~(g) + I~2~(s) + 12,4 kcal → 2HI(g)

ou

H~2~(g) + I2(s) → 2HI(g) – 12,4 kcal

Quais os próximos passos?

Chegou o momento de fixar tais conteúdos de forma efetiva. Além de fazer bons exercícios, como verá abaixo, a dica é optar por estudar junto a um plano assertivo, com boas aulas e professores renomados. Conheça os cursos do Descomplica e prepare-se para os mais diversos vestibulares com materiais de ótima qualidade.

Exercícios

1. (UFRRJ) Desde a pré-história, quando aprendeu a manipular o fogo para cozinhar seus alimentos e se aquecer, o homem vem percebendo sua dependência cada vez maior das várias formas de energia. A energia é importante para uso industrial e doméstico, nos transportes, etc.

Existem reações químicas que ocorrem com liberação ou absorção de energia, sob a forma de calor, denominadas, respectivamente, como exotérmicas e endotérmicas. Observe o gráfico a seguir e assinale a alternativa correta:

a)   O gráfico representa uma reação endotérmica.
b)   O gráfico representa uma reação exotérmica.
c)   A entalpia dos reagentes é igual à dos produtos.
d)   A entalpia dos produtos é maior que a dos reagentes.
e)   A variação de entalpia é maior que zero.

2. (PUC-MG) Sejam dadas as equações termoquímicas, todas a 25 ºC e 1 atm:

I- H~2~(g)+ ½ O~2~(g) →H~2~O(l) ∆H = -68,3 Kcal/mol
II- 2Fe(s)+ 3/2 O~2~(g)→Fe~2~O~3~(s) ∆H = -196,5 Kcal/mol
III- 2Al(s)+ 3/2 O~2~(g)→Al~2~O~3~(s) ∆H = -399,1 Kcal/mol
IV – C(grafite)+ O~2~(g)→ CO~2~(g) ∆H = -94,0 Kcal/mol
V- CH~4~(g) + O~2~(g) → CO~2~(g)+ H~2~O(l) ∆H = -17,9 Kcal/mol

Exclusivamente sob o ponto de vista energético, das reações acima, a que você escolheria como fonte de energia é:

a)I
b)II
c) III
d) IV
e ) V

3. (Fuvest) Considere os dados da tabela abaixo, a 25 ºC e 1 atm.

a) Calcule a variação de entalpia (em kJ/mol) quando a base reage com o ácido para formar o correspondente sal.
b) Essa reação de salificação é exotérmica ou endotérmica? Por quê?

Gabarito

1. B

2. C

3. a) ∆H= –176 kJ/mol; b) Exotérmica.

Para ficar ainda mais fácil lembar da matéria, que tal ver esse mapa mental de termoquímica ? Ele vai te ajudar bastante a memorizar o que é essencial.

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