A equação, abaixo, representa uma reação química decorrente de um processo de liberação de energia

O cálculo da variação da entalpia (ΔH) é um procedimento matemático que utiliza as entalpias de cada um dos participantes de uma reação química para determinar a quantidade de energia que foi absorvida ou liberada por um processo químico qualquer.

Considere a equação abaixo:

A + B → C + D

Para realizar o cálculo da variação da entalpia dessa reação, é necessário conhecer as entalpias de cada um dos participantes (reagentes e produtos):

• HA = Entalpia da substância A

• HB = Entalpia da substância B

• HC = Entalpia da substância C

• HD = Entalpia da substância D

Tendo conhecimento sobre a entalpia de cada um dos participantes da reação, basta utilizar os valores na expressão matemática de subtração que representa a variação da entalpia, que é:

ΔH = Hp – Hr

Para essa reação, temos que:

• Hp = Soma da entalpia dos produtos.

No caso da reação representada no Hp, temos a soma das entalpias dos produtos C e D, sempre respeitando as quantidades estequiométricas, logo:

Hp = c.HC + d.HD

• Hr = Soma da entalpia dos reagentes.

No caso da reação representada no Hr, temos a soma das entalpias dos reagentes A e B, sempre respeitando as quantidades estequiométricas, logo:

Hr = a.HA + b.HD

Vamos ver agora alguns exemplos de cálculo da variação da entalpia de reações:

Exemplo 1: (FePeCS-DF) O metanol é um líquido, inflamável e perigoso, que apresenta efeito tóxico no sistema nervoso, particularmente no nervo óptico. Essa substância pode ser preparada através da hidrogenação controlada do monóxido de carbono, em uma reação que se processa sob pressão e em presença de um catalisador metálico. Com base na tabela de calores-padrão de formação a seguir, calcule a variação da entalpia do processo.

CO + H2 → CH3OH

Resolução:

Dados fornecidos pelo exercício:

HCO = -110 kJ/mol

HCH3OH = -726 kJ/mol

ΔH = ?

Primeiro passo: Analisar se a equação está ou não balanceada.

A equação da reação em questão não está balanceada, já que temos dois hidrogênios no reagente e quatro no produto. Por isso, devemos colocar o coeficiente 2 na frente da fórmula do H2 para igualar a quantidade de hidrogênios.

CO + 2 H2 → CH3OH

Segundo passo: Calcular a entalpia dos reagentes (Hr):

Os reagentes dessa reação são o CO e o H2 (que apresenta entalpia zero por ser uma substância simples mais estável). Assim sendo, temos que:

Hr = a.HCO + b.HH2

Hr = 1. (-110) + 2.0

Hr = -110 kJ.

Terceiro passo: Calcular a entalpia do produto:

O produto dessa reação é o CH3OH apenas. Logo:

Hp = a.HCH3O

Hp = 1. (-726)

Hp = -726 kJ.

Quarto passo: Por fim, basta aplicar o Hp e o Hr encontrados na fórmula para calcular a entalpia do WC:

A matéria pode sofrer dois tipos de transformações principais, a física e a química. A transformação física é quando não se altera a natureza da matéria, ou seja, a sua composição. Por exemplo, quando cortamos um pedaço de madeira, ela sofreu uma transformação, mas foi um fenômeno físico, porque ainda continua sendo madeira, a sua constituição é a mesma do início.

Por outro lado, uma transformação ou fenômeno químico ocorre quando a natureza ou composição da matéria é alterada. Nesse caso, as partículas iniciais (que podem ser moléculas, átomos, aglomerados iônicos, íons etc.) são como que desmontadas e seus átomos se rearranjam, montando novas moléculas, aglomerados, átomos, íons etc., isto é, novas substâncias. Isso é uma reação química.

Por exemplo, imagine que aproximemos um palito de fósforo aceso do álcool etílico. Sabemos o que vai acontecer: o álcool começará a queimar. Isso significa que ele está sofrendo uma reação química com o oxigênio do ar (O2) e mudará sua composição, deixando de ser etanol (C2H6O), e o oxigênio também deixará de ter sua composição inicial, originando novas substâncias, que são o dióxido de carbono (CO2) e água (H2O).

Nas reações químicas, as substâncias iniciais são chamadas de reagentes e as finais de produtos, e as reações são representadas por meio de equações químicas, que seguem a seguinte estrutura geral:

REAGENTES → PRODUTOS

Considerando o exemplo anterior da reação de combustão completa do álcool (etanol), temos a seguinte equação química:

Etanol + Gás oxigênio → Dióxido de carbono + Água

Essa reação química é representada abaixo por meio de átomos de acordo com o modelo de Dalton, na forma de simples esferas:

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Observe que as ligações iniciais entre os átomos foram quebradas e eles formaram novas ligações, surgindo novas substâncias.

Assim, as equações químicas são escritas utilizando-se fórmulas e símbolos que melhor representem o esquema acima. No caso considerado (reação de combustão do etanol), temos que a equação química é expressa assim:

C2H5OH(?) + 3 O2(g) → 2 CO2(g) + 3 H2O(v)

Existem alguns fatores visuais que indicam que houve uma reação química, que são:

* Desprendimento de gás;

* Mudança de cor;

* Formação de precipitado;

* Aparecimento de chama ou luminosidade.

Importantes processos que ocorrem em nosso organismo, na natureza e em indústrias, tais como a produção de medicamentos e alimentos industrializados, são reações químicas. Por isso, elas são extremamente importantes para o surgimento e para a manutenção da vida.

Existem vários tipos de reações químicas, que podem ser classificados de acordo com vários critérios, mas os tipos principais estudados em química são:

1. Reações inorgânicas: Costumam ser classificadas de acordo com o número de substâncias formadas, número de reagentes e presença ou não de substâncias simples e compostas. São quatro os principais tipos de reações inorgânicas:

1.1. Reações de síntese ou adição;

1.2. Reação de decomposição ou análise;

1.3. Reação de simples troca, deslocamento ou oxirredução;

1.4. Reação de dupla troca ou metátese;

2. Reações orgânicas: São as que envolvem os compostos do carbono. Geralmente são classificadas em três tipos principais:

Como são chamadas as reações químicas em que há liberação de energia?

São combinações de uma ou mais substâncias que se alteram formando novas substâncias?