Tópicos em Termoquímica: entalpia

Licenciatura Plena em Química (Universidade de Cruz Alta, 2004)
Mestrado em Química Inorgânica (Universidade Federal de Santa Maria, 2007)

A termoquímica é o ramo da química que aborda as trocas de calor entre dois sistemas. A entalpia representa o conteúdo de energia capaz de ser (potencialmente) liberado pela substância em determinado processo. Abaixo são discutidos 5 tópicos referentes a esse assunto, os quais são independentes entre si.

1. A variação de entalpia em uma reação química pode ser calculada conhecendo-se o estado inicial e o estado final do sistema, de modo a fazer-se um balanço energética e assim determinar-se a natureza do processo, o qual será exotérmico (quando energia for liberada, a energia dos reagentes for maior do que a dos produtos) ou endotérmico (quando energia for absorvida, a energia dos reagentes for menor do que a dos produtos).

2. Considerando a reação de dissolução do cloreto de sódio em água:

NaCl(s)  +  aq.  →  Na+(aq)  +  Cl-(aq)        ∆H = -0,9 Kcal/mol,

podemos afirmar que este processo é exotérmico, o que fica evidente pelo sinal negativo encontrado na variação de entalpia (∆H), indicativo de um processo que libera energia. No caso, trata-se da dissolução de cloreto de sódio (NaCl) em água, processo que libera 0,9 Kcal por mol de NaCl diluído.

3. A reação 2CO2  → 2CO  +  O2 apresenta ∆H positivo. Assim pode-se afirmar que essa reação apresenta natureza endotérmica, pois trata-se de uma reação que somente ocorre quando absorve calor do meio ambiente. Esse processo, como todos de natureza endotérmica, não é espontâneo.

4. O preparo de uma solução de hidróxido de sódio (NaOH) em água ocorre com desenvolvimento de energia térmica e consequente aumento de temperatura, indicando tratar-se de um processo de natureza exotérmica. Esse processo está equacionado abaixo.

NaOH(s)  +  aq.  →  Na+(aq)  +  OH-(aq)      +   calor

Na reação em questão, a energia liberada é tão elevada que não há necessidade de instrumentação para percebê-la, o que se pode facilmente conseguir ao se adicionar NaOH (conhecido comercialmente por soda cáustica, quando em baixo grau de pureza), uma vez que o recipiente aumenta muito de temperatura.

5. O conteúdo de energia de cada substância participante de uma reação química (a quantidade de energia que cada substância poderá liberar em um processo exotérmico) é uma propriedade denominada entalpia, e está associada às ligações química encontradas na molécula. A entalpia pode ser compreendida como uma energia que a molécula libera ou absorve quando as suas ligações químicas são rompidas e outras ligações são formadas, sendo que gasta-se energia para romper uma ligação e obtém-se energia na sua formação.

Referências:
RUSSELL, John B.; Química Geral vol.1, São Paulo: Pearson Education do Brasil, Makron Books, 1994.

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