Vestibular · Química · 7 min
Termoquímica: entalpia, calor e o sinal do ΔH
Termoquímica estuda o calor trocado nas reações. Quase todas as questões giram em torno de três ideias: o sinal do ΔH, a proporção entre energia e quantidade de matéria e o que acontece quando a reação é invertida.
Entalpia e variação de entalpia
Entalpia (H) é a energia contida em reagentes e produtos. Não se mede o valor absoluto, mas a variação: ΔH = H(produtos) − H(reagentes), a pressão constante.
O ΔH é expresso, em geral, em kJ por mol de reagente consumido ou produto formado, conforme a equação.
Exotérmica x endotérmica
Na reação exotérmica, o sistema libera calor para a vizinhança: o recipiente esquenta. Os produtos ficam com menos entalpia que os reagentes, então ΔH < 0.
Na reação endotérmica, o sistema absorve calor: o recipiente esfria. Os produtos têm mais entalpia, então ΔH > 0.
| Processo | Calor | Entalpia | Sinal do ΔH | Exemplos |
|---|---|---|---|---|
| Exotérmico | Libera | H produtos < H reagentes | Negativo | Combustão, neutralização, condensação |
| Endotérmico | Absorve | H produtos > H reagentes | Positivo | Fusão do gelo, evaporação, fotossíntese |
Proporção: energia por mol
O calor é proporcional à quantidade de matéria. Se 4 mol liberam 200 kJ, 1 mol libera 50 kJ. Como é liberação, ΔH = −50 kJ/mol.
Para converter massa em mol, use a massa molar: n = m / M. Por exemplo, 11 g de CO₂ (M = 44 g/mol) correspondem a 0,25 mol.
Inversão e gráfico de entalpia
Ao inverter uma equação, o valor do ΔH se mantém e o sinal troca. Se A → B tem ΔH = −75 kJ/mol, então B → A tem ΔH = +75 kJ/mol.
No gráfico de entalpia, a reação exotérmica termina mais baixo do que começou; a endotérmica termina mais alto. A diferença de altura entre o início e o fim é o ΔH.
Exemplos resolvidos
Exemplo 1
A combustão de 2,0 mol de H₂ libera 572 kJ. Qual é a entalpia molar de combustão e quanta energia 1,0 g de H₂ libera? (M = 2 g/mol)
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- Por mol: 572 kJ ÷ 2,0 mol = 286 kJ/mol. Como é liberação, ΔH = −286 kJ/mol.
- Massa em mol: 1,0 g ÷ 2 g/mol = 0,50 mol.
- 0,50 mol × 286 kJ/mol = 143 kJ liberados.
Resposta: ΔH de combustão = −286 kJ/mol; 1,0 g de H₂ libera 143 kJ.
Exemplo 2
Uma reação tem ΔH = +50 kJ/mol. Ela libera ou absorve calor? E a reação inversa?
Ver resolução
- ΔH positivo indica absorção de calor: reação endotérmica.
- Invertendo a equação, o sinal troca: ΔH = −50 kJ/mol.
Resposta: A reação absorve 50 kJ/mol; a inversa libera 50 kJ/mol.
Erros comuns
- Trocar os sinais: ΔH negativo indica reação exotérmica (libera calor), e não endotérmica.
- Dizer que, na exotérmica, os produtos têm mais entalpia que os reagentes.
- Inverter a reação e manter o mesmo sinal do ΔH.
- Esquecer de converter massa em mol antes de usar o ΔH molar.
Resumo para revisar
- ΔH = H produtos − H reagentes.
- Exotérmica: libera calor, ΔH < 0. Endotérmica: absorve calor, ΔH > 0.
- Calor é proporcional à quantidade de matéria (mol).
- Inverter a reação troca o sinal do ΔH.
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Questões do banco do NabuLab sobre Termoquímica. Responda antes de abrir a resposta.
Questão 1 · Iniciante
Durante uma reação, o recipiente aquece espontaneamente. Esse indício é compatível com um processo:
- Aisotérmico, obrigatoriamente
- Bendotérmico, com ΔH positivo
- Cexotérmico, com liberação de calor
- Dsem troca de energia
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Resposta: exotérmico, com liberação de calor
O aquecimento da vizinhança indica transferência de energia do sistema para fora, característica de processo exotérmico e ΔH<0 a pressão constante.
Questão 2 · Médio
Uma reação libera 120 kJ ao consumir 2 mol de reagente. Qual é ΔH por mol e seu sinal?
- A+60 kJ/mol
- B−120 kJ/mol
- C−60 kJ/mol
- D+240 kJ/mol
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Resposta: −60 kJ/mol
120/2=60 kJ/mol e a liberação de calor caracteriza ΔH negativo: −60 kJ/mol.
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