Termoquimica

A termoquímica, também chamada de termodinâmica química, é o ramo da química que estuda o calor (energia) envolvido, seja absorvido, seja produzido, nas reações químicas e quaisquer transformações físicas, tais como a fusão e a ebulição, baseando-se em princípios datermodinâmica. A termoquímica, genericamente, é relacionada com a troca de energia acompanhando transformações, tais como misturas,transições de fases, reações químicas, e incluindo cálculos de grandezas tais como a capacidade térmica, o calor de combustão, ocalor de formação, a entalpia e a energia livre.

Processos endodérmicos e exotérmicos

• Processos exotérmicos: São aqueles em que ocorre a liberação do calor para o meio.

Genericamente, temos:

Reagentes → Produtos + calor

Visto que os reagentes perderam parte de seu conteúdo energético, o valor da entalpia (H) ou valor da energia global dos produtos (HP) é menor do que a entalpia dos reagentes (HR) nos processos exotérmicos e, consequentemente, a variação da entalpia (ΔH) será negativa.

ΔH = HP - HR (HP < HR)

ΔH < 0

Reagentes → Produtos ΔH < 0

Graficamente, podemos representar esse tipo de reação da seguinte forma:

Todos os processos de combustão são reações exotérmicas. Um exemplo é a combustão do hidrogênio, que atinge cerca de 2500 ºC, fornecendo a energia mecânica necessária para o foguete se movimentar e escapar da gravidade da Terra.

A seguir temos outros exemplos de reações e processos exotérmicos comuns no cotidiano. Observe que em todos os casos há uma sensação de aquecimento, pois o calor é liberado para o meio.

• Processos endotérmicos: São aqueles em que ocorre a absorção do calor

Reagentes + calor → Produtos

Aqui ocorre o contrário do que vimos anteriormente, a entalpia dos produtos (HP) é maior do que a entalpia dos reagentes (HR) porque os reagentes absorveram o calor fornecido pelo meio e, dessa forma, a variação da entalpia (ΔH) será positiva:

ΔH = HP - HR (HP > HR)

ΔH > 0

Reagentes → Produtos ?H > 0

Os gráficos dos processos endotérmicos ficam com o seguinte aspecto:

Por exemplo, nas siderúrgicas 1 mol de hematita absorve 491,5kJ para se transformar no ferro metálico:

Fe2O3(s) + 3 C(s) → 2 Fe(s) + 3 CO(g) ΔH = - 491,5 kJ

Entalpia de Reação

Toda substância possui certa quantidade de energia acumulada em seu interior, proveniente das ligações químicas entre seus átomos, dosmovimentos de rotação, vibração e translação de suas partículas, das forças de atração e repulsão dos núcleos e dos elétrons de seus átomos, entre outros fatores. Esse conteúdo energético interno de cada substância recebe o nome de entalpia (ou conteúdo de calor).

Até hoje, não se conhece nenhum meio de calcular a entalpia (H) de uma substância. De forma prática, o que se pode determinar é a variação de entalpia (∆H):

Entalpia de Formação

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.

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.

Entalpia de Combustão

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