Entalpia de Formação

Categorias: Química

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Também chamada de calor de formação, a entalpia (H) de formação é o calor liberado ou absorvido numa reação que forma 1 mol de uma substância simples no seu estado padrão.

A entalpia de uma substância, seja ela reagente ou produto, por si só não pode ser medida. O que se pode calcular é a variação de entalpia da reação como um todo, valor dado pelo calorímetro, um aparelho utilizado para medir trocas de calor de sistemas.

Qualquer tipo de contagem ou medida é iniciado do 0. Com a entalpia, não poderia ser diferente. O valor 0 da entalpia é atribuído, por convenção, às substâncias simples em sua forma mais estável. O estado padrão de uma substância simples é a forma física e alotrópica mais abundante em que ela se apresenta à temperatura de 25°C e pressão de 1 atmosfera (atm). Assim, o O2, por exemplo, apresenta entalpia igual a 0, enquanto o O3 (gás ozônio), forma menos estável, tem entalpia diferente de zero. Os gases hidrogênio (H2), hélio (He), nitrogênio (N2), flúor (F2), o carbono (grafite) são alguns exemplos de substâncias simples de entalpia 0.

Para calcular, portanto, a variação de entalpia de formação de uma substância, é necessário ter o valor a entalpia da reação que forma essa substância por meio de substâncias simples. Veja:

Ex.: Um estudante de química deseja obter o valor da entalpia de 1 mol de água, e dispõe dos dados expressos na equação a seguir. Qual o cálculo ele deve fazer?

H_2(g) + ½ O_2(g) --> H₂O_(l) ΔH°f = -68kcal/mol

Resolução: Nesse caso, os reagentes são duas substâncias simples no estado padrão e em condições normais de temperatura e pressão (25°C e 1 atm), tendo, assim, entalpia igual a zero. Sabe-se também que a entalpia de formação da água é de -68kcal/mol. Para calcular a variação de entalpia (ΔH), é utilizada a fórmula:

ΔH = H_produtos – H_reagentes

Substituindo os valores da fórmula temos:

-68,4 kcal = H_H2O – (H_H2 + ½ H_O2)
-68,4 kcal = H_H2O – 0
H_H2O = -68,4 kcal

Logo, a entalpia de 1 mol água é de -68,4 kcal, e a reação de formação da água é exotérmica (libera energia), já que a entalpia dos reagentes é maior que a entalpia dos produtos, por isso o ΔH é negativo.

A unidade no Sistema Internacional de Medidas (SI) de variação de entalpia é KJ/mol. Para converter calorias em Joules, utiliza-se a fórmula 1 cal = 4,18 J. No exemplo acima teríamos, então, uma entalpia de 286 KJ/mol de água.