Entalpia de Reação (ΔH)
Calcule ΔHreação = ΣΔHf(produtos) − ΣΔHf(reagentes) em kJ/mol a partir das entalpias de formação.
ΔH (kJ/mol)
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Entalpia de reação: ΔH = ΣΔHf°(produtos) − ΣΔHf°(reagentes)
A entalpia de reação ΔH é o calor que uma reação libera ou absorve quando a pressão fica constante: ΔH = H_produtos − H_reagentes. Um ΔH negativo aponta para reação exotérmica, que solta calor, como combustão e neutralização. Já um ΔH positivo indica reação endotérmica, que puxa calor, caso da fotossíntese e da fusão do gelo. Pela lei de Hess, ΔH se comporta como função de estado, então o ΔH total de um caminho em várias etapas dá na soma dos ΔH de cada etapa, não importa a rota. É por isso que as tabelas de entalpias-padrão de formação ΔHf° (medidas a 25°C, 1 atm) ajudam tanto: basta subtrair os reagentes dos produtos para obter o ΔH de qualquer reação. Veja a combustão do metano, CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O, que libera ΔH = −890 kJ/mol. Tanto calor por mol explica por que o gás natural é um combustível tão usado.
Aplicações
No projeto e na segurança de processos químicos, ΔH serve para estimar a carga térmica de um reator e dimensionar as camisas de resfriamento na medida certa. Ele também entra na comparação de combustíveis pelo calor de combustão (gasolina por volta de 46 MJ/kg, hidrogênio 142 MJ/kg, carvão cerca de 24 MJ/kg), nas rações militares MRE auto-aquecíveis que funcionam pela reação CaO + H₂O, na bomba calorimétrica que mede as calorias dos alimentos, na engenharia de explosivos e na gestão térmica de baterias.
Perguntas frequentes
Por que usar entalpia-padrão de formação? Por convenção, um elemento puro no estado de referência recebe ΔHf° = 0. Com tudo ancorado nessa base, os valores tabelados de ΔHf° entregam o ΔH de qualquer reação no papel, sem precisar de calorímetro.
O ΔH depende da temperatura? Um pouco, sim. A lei de Kirchhoff descreve isso: ΔH(T) = ΔH(T_ref) + ∫ΔCp dT. Para reações que rodam perto da temperatura ambiente, a variação é pequena o bastante para ser ignorada na maioria dos casos.
Qual a diferença entre ΔH e ΔU? Os dois se ligam por ΔH = ΔU + Δ(PV). ΔU é a variação de energia interna, enquanto à pressão constante ΔH é o que você realmente mede como calor trocado. A distância entre eles fica pequena até a reação começar a produzir ou consumir gases, e aí pode crescer bastante.
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