Entalpia de Combustão - Química

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O funcionamento de um carro, a formação do gelo a partir da água líquida e a nossa respiração têm algo muito importante em comum: são resultados de reações exotérmicas, ou seja, que liberam energia. Essa energia liberada pelas reações é, na maioria das vezes, expressa através do calor. Dá-se o nome de Entalpia ao conteúdo energético total de um sistema, medido pela variação de entalpia (ΔH).

A Entalpia de combustão, também chamada de calor de combustão, é a variação da energia liberada sob a forma de calor através da queima de 1 mol de qualquer substância, estando todos os reagentes no estado padrão (temperatura de 25°C, pressão de 1 atm. Em números, a variação de entalpia será sempre negativo, uma vez que, as reações de combustão são sempre exotérmicas (ΔH positivo: reação endotérmica, ΔH negativo: reação exotérmica). Nesse tipo de reação, a energia dos reagentes é sempre maior do que a dos produtos.A variação de entalpia (ΔH) de uma reação é obtida a partir da diferença da entalpia dos produtos pela entalpia dos reagentes. Fórmula geral:

ΔH = Hp – Hr

Diz-se que há combustão quando uma substância, o combustível, reage com oxigênio, comburente, gerando a queima. A combustão pode ser classificada segundo a proporção entre combustível e gás oxigênio:

1. Combustão completa: há oxigênio suficiente ou em excesso em relação à quantidade de combustível, tendo a água e o gás carbônico como produtos da reação (além do calor, é claro). Exemplo:

C₆H₁₂O_6(s) + 6O_2(g) ↔ 6 CO_2(g) + 6 H₂O_(l) + energia

Observe que a quantidade de oxigênio é maior que a de glicose e os produtos da reação são gás carbônico e água. Essa reação representa o processo de respiração celular, em que a energia liberada é utilizada para a realização das mais diversas atividades do corpo.

2. Combustão incompleta: o oxigênio é insuficiente para completar a combustão, por isso, ao invés de produzir gás carbônico, a reação produz monóxido de carbono (CO) e água. Exemplos:

CH4 +3/2 O2 → CO + 2 H2O
CH4 + O2 → C (fuligem) + 2 H2O

Essa é reação incompleta do metano. Nesse tipo de reação, a quantidade de energia liberada é sempre menor que na combustão completa.
O monóxido de carbono é um gás incolor, inodoro e extremamente nocivo à saúde humana. Ao ser inalado, esse composto faz ligações muito estáveis com a hemoglobina, dando origem à carboxiemoglobina, o que prejudica a oxigenação do organismo.

É notável, portanto, que as reações de combustão são bastante prejudiciais ao meio ambiente, já que a combustão incompleta libera fuligem, nociva principalmente ao aparelho respiratório humano e o monóxido de carbono, como já dito. A combustão completa, por sua vez, produz o CO2, principal gás responsável pelo efeito estufa. De todos as substâncias que participam da combustão, o hidrogênio é o menos prejudicial, pois sua "queima" produz somente água.