Entalpia

O que é a entalpia?

A entalpia (H) de um sistema é uma grandeza que informa a quantidade de energia que poderia ser transformada em calor durante um processo a pressão constante. 

Essa energia está contida nos reagentes das reações e com a transformação química, ela é liberada. Caso a transformação necessite de mais energia para ocorrer há a absorção de calor do ambiente. 

Desse modo, pode-se dizer que a entalpia é a energia térmica envolvida em cada uma das reações químicas. 

O que é a variação de entalpia?

A variação de entalpia (ΔH) de um sistema é responsável por informar a quantidade de calor trocado por esse sistema, a pressão constante. O sinal do ΔH informa se o processo é exotérmico (ΔH<0) ou endotérmico (ΔH>0).

O cálculo do ΔH é feito por meio da equação apresentada a seguir: 

ΔH = H_final – H_inicial  ou ΔH = H_produtos – H_reagentes

Por convenção, as substâncias simples apresentam ΔH igual a 0. 

Ao considerar a substância envolvida no processo em seu estado mais estável, sob temperatura de 25^oC e pressão de 1 atm, o valor de entalpia considerado é a entalpia padrão (H^o). Desse modo, quando todos os reagentes envolvidos no processo estiverem sob seu estado padrão, a variação de energia é denominada de variação de entalpia padrão (ΔH^o).  

Quando um processo exotérmico ocorre em um sistema a pressão constante, esse sistema libera calor para o ambiente e sua entalpia diminui. Desse modo, a variação de energia será negativa, uma vez que sai energia do sistema. 

Já quando o processo é endotérmico, esse sistema absorve calor do ambiente e sua entalpia aumenta. Nesse caso, a variação de entalpia será positiva devido a entrada de energia no sistema. 

Quais são os tipos de entalpia de reação?

Entalpia de mudança de estado físico 

Essa é a entalpia necessária para que um mol de substância em condições padrão de temperatura e pressão mude seu estado físico. 

Usando um exemplo, quando um mol de água líquida passa para a fase sólida, a pressão constante, o sistema perde aproximadamente 6,01 kJ de energia, ou seja, o processo possui um ΔH = – 6,01 kJ. 

Entalpia de formação 

É o calor envolvido na formação de um mol de substância a partir de substâncias simples que apresentam entalpia igual a 0 por estarem em seu estado padrão.

Desse modo, a determinação do ΔH é feito através de medidas experimentais. 

Entalpia de combustão

A entalpia de combustão é a energia liberada no processo de combustão de um mol de substância. Sendo assim, toda combustão é um processo exotérmico porque envolve liberação de calor no sistema. 

Um exemplo disso é a reação de combustão do etanol:

C₂H₅OH (l) + O₂ → 2 CO₂ (g) + 3 H₂O (l)    ΔH = – 326 kcal/ mol

Entalpia de ligação 

A entalpia de ligação é a energia necessária para realizar o rompimento de um mol de uma ligação química. Para que isso aconteça, é necessário que as substâncias absorvam calor. Isso implica em uma ΔH maior que 0 por ser um processo endotérmico. 

Para romper uma ligação C-H, por exemplo, é preciso absorver 412,9 kJ/ mol. 

Entalpia de neutralização 

Essa é a variação de energia envolvida nas reações de neutralização de um mol de substância: 

Ácido + Base → Sal e água

Outra definição é: a energia liberada na reação entre 1 mol de H⁺ e 1 mol de OH^– que são fornecidos por um ácido e uma base forte, respectivamente, para a formação de 1 mol de água. 

Entalpia de dissolução 

Ocorre quando um mol de um soluto é dissolvido em água ou outro solvente, formando uma solução homogênea.