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Equações Termoquímicas

As equações termoquímicas são representações das reações químicas ou de mudanças de estado físico que envolvem trocas de calor (variação de entalpia).

No texto Equações Químicas, mostrou-se que as equações são usadas para representar dados qualitativos e quantitativos importantes das reações químicas. Por exemplo, as substâncias reagentes e os produtos formados são simbolizados por suas fórmulas moleculares, que indicam o número de átomos de cada elemento que compõe a molécula ou espécie química da substância e a proporção entre eles.

Além disso, os estados físicos das substâncias são escritos por meio de símbolos no canto inferior direito de cada fórmula, e os coeficientes estequiométricos, isto é, os números que aparecem antes (à esquerda) de cada substância, indicam as proporções em que as substâncias reagem e são formadas.

Nas equações termoquímicas, todos esses dados mencionados também aparecem, porém, a diferença principal é que essas equações servem para representar reações químicas e processos físicos em que há liberação ou absorção de calor. Portanto, nesse caso, os coeficientes estequiométricos expressam a quantidade de matéria, ou mols, que participa da reação.

O calor que foi liberado ou absorvido em determinada reação é chamado Variação de entalpia e é simbolizado por ∆H. Esses valores podem ser determinados experimentalmente e devem constar impreterivelmente nas equações termoquímicas. Portanto, essas equações seguem o seguinte esquema:

Reagentes → Produtos ∆H = Energia (em kJ/mol)

Por exemplo, considere que um mol de gás hidrogênio reage com meio mol de gás oxigênio, produzindo um mol de água e liberando 285,5 kJ de calor. Alguns poderiam escrever a equação dessa reação da seguinte forma:

H2(g) + 1/2 O2(g) → H2O(l) + 285,5 kJ

Mas a equação termoquímica dessa reação é expressa da seguinte maneira:

H2(g) + 1/2 O2(g) → H2O(l) ∆H = - 285,5 kJ

Veja que o sinal negativo indica que a reação ocorreu com liberação de calor, sendo uma reação exotérmica. Esse valor é negativo porque a variação da entalpia é igual à entalpia final menos a inicial (H = Hfinal - Hinicial ) ou igual à entalpia dos produtos menos a dos reagentes (H = Hprodutos - Hreagentes). Como calor foi liberado, a energia dos produtos será menor, dando um valor negativo.

O contrário também é verdadeiro, ou seja, sempre que tivermos uma reação em que o calor é absorvido (reação endotérmica), o valor de H será positivo. Portanto, se invertemos a reação acima, temos que inverter também o sinal do valor de ∆H:

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H2O(l) → H2(g) + 1/2 O2(g) H = + 285,5 kJ

Essa equação termoquímica transmite-nos a ideia de que um mol de água líquida, ao receber 285,5 kJ de calor, decompõe-se em 1 mol de gás hidrogênio e meio mol de gás oxigênio.

Outro dado importante nas equações termoquímicas refere-se à temperatura e à pressão em que a reação ocorre. Se essas duas grandezas não aparecerem, isso quer dizer que a reação está se processando nas condições-padrão, que são 1 atmosfera e 25ºC ou 298 K.

Vejamos um exemplo de exercício envolvendo equações termoquímicas:

Exercício: Represente por equação termoquímica as seguintes equações:

a) 2 NH4NO3(s) - 411,2 kJ → 2 N2(g) + O2(g) + 4 H2O(ℓ)

b) HgO(s) + 90 kJ Hg() + ½ O2(g)

c) 2 Na(s) + 2 H2O() 2 NaOH + H2(g) + 281,8 kJ

d) CO2(g) + H2(g) + 122,8 kJ CO(g) + 6 H2O(g)

Resolução:

a) 2 NH4NO3(s) → 2 N2(g) + O2(g) + 4 H2O() ∆H = - 205,6 kJ/mol de NH4NO3(s)

b) HgO(s) Hg() + ½ O2(g) ∆H = + 90 kJ/mol

c) 2 Na(s) + 2 H2O() 2 NaOH + H2(g) ∆H = - 140,9 kJ/mol de Na(s)

d) CO2(g) + H2(g) CO(g) + 6 H2O(g) ∆H = + 122,8 kJ/mol

O principal aspecto que diferencia as equações termoquímicas das equações normais é o aparecimento da variação da entalpia simbolizada pelo ∆H

O principal aspecto que diferencia as equações termoquímicas das equações normais é o aparecimento da variação da entalpia simbolizada pelo ∆H

Por: Jennifer Rocha Vargas Fogaça

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