Variação de Entalpia de Solução


Diversos processos físico-químicos envolvem a troca de calor. As alterações no estado físico e as reações químicas ocorridas nesses processos são estudadas pela Termoquímica. Quando há absorção de calor esse processo é denominado endotérmico, mas, se há liberação de energia, trata-se de um processo exotérmico. Então:

1. Processo exotérmico: ocorre liberação de energia
2. Processo endotérmico: ocorre absorção de energia

Variação de Entalpia de Solução

Veja 2 exemplos de reações exotérmicas e endotérmicas:

A combustão da madeira, por exemplo, é um processo exotérmico porque envolve a liberação de calor. Um exemplo de reação endotérmica acontece durante a fotossíntese, quando as folhas de uma planta absorvem a energia solar, transformando a água e o gás carbônico em oxigênio e glicose.

Essa troca de calor só acontece porque reagentes e produtos contêm energia.

Denomina-se ENTALPIA a energia contida em reagentes e produtos.

Não há como calcular, com exatidão, a entalpia de reagentes e produtos, mas, com o uso do calorímetro, instrumento que mede o calor liberado em reações químicas e mudanças de estado físico, é possível determinar a variação de entalpia, dada por ΔH.

Cálculo da variação de entalpia ( ΔH):

A fórmula usada para calcular a variação de entalpia é:

ΔH = Hfinal – Hinicial ou ΔH = Hprodutos – Hreagentes

O que dizem os resultados desse cálculo?

Quando o resultado da variação de entalpia for negativo, trata-se de um processo exotérmico, ou seja, houve liberação de calor. Portanto, a entalpia dos produtos é inferior à entalpia dos reagentes.
Assim, temos que: ΔH 0 → endotérmica

Como a variação de entalpia (ΔH) está sujeita à influência de fatores como pressão, temperatura, número de mol e estado físico, foi estabelecido um padrão para comparar a entalpia de substâncias, em estado de estabilidade, ou seja, a entalpia padrão é definida sob temperatura de 25º C e pressão de 1 atm. Portanto, a variação de entalpia padrão ocorre quando é considerada a entalpia padrão dos reagentes e produtos. Entalpia padrão = ΔH0

Tipos de entalpia

Conforme o tipo de processo (endotérmico ou exotérmico) e a alteração do estado físico de reagentes e produtos existem 5 tipos básicos de entalpia:

1. Entalpia de combustão: refere-se ao processo de combustão total de 1 mol de alguma substância, a qual está em estado padrão.

2. Entalpia de formação: corresponde à energia, absorvida ou liberada, durante a reação de 1 mol de substância simples, resultando em uma substância composta.

3. Entalpia de mudança física: nesse processo é calculada a quantidade de energia para alterar o estado físico de 1 mol de alguma substância, o que pode ocorrer através de fusão, solidificação, liquefação ou vaporização.

4. Entalpia de neutralização: é a energia absorvida ou liberada, na mistura de soluções ácida e básica.

5. Entalpia de decomposição: corresponde à quantidade de energia absorvida ou liberada, quando o produto final da decomposição de uma substância composta resulta em substâncias simples.

Entalpia de solução: como a variação é calculada?

O cálculo da variação de entalpia de solução envolve as duas etapas desse processo de dissolução de substâncias em água. Primeiro, é necessário determinar a [entalpia reticular], decorrente do processo de absorção de energia, quando a substância é dissolvida.
Depois, é preciso conhecer a [entalpia de hidratação], relativa à liberação de energia. A soma das entalpias reticular e de hidratação corresponde ao valor da variação da entalpia de solução.

Entalpia reticular (ΔHret)
O processo de dissolução de uma substância em água envolve a separação de ións desse soluto. Para que isso aconteça é necessário que o retículo cristalino absorva energia, resultando na separação de cátions e ânions. Portanto, a primeira fase da dissolução envolve um processo endotérmico, com variação de entalpia positiva, uma vez que entalpia do produto é maior do que a entalpia do reagente.

Entalpia de hidratação (ΔHhid)

Após a separação dos íons do soluto, os dipolos das moléculas do solvente, neste caso, a água, irão atrair os íons de cargas opostas. Este é um processo exotérmico, ou seja, existe liberação de energia na interação entre íons e dipolo.

Conhecendo as entalpias reticular e de hidratação, é possível calcular a [variação de entalpia de solução]:

ΔHsol = ΔHret ΔHhid

O que você precisa lembrar sobre entalpia e variação de entalpia em solução:

Entalpia (H) é a grandeza física referente à quantidade de energia existente em substâncias, variando conforme as mudanças de estado físico.

Variação de entalpia (ΔH) corresponde à diferença entre a entalpia final e a inicial, determinada pela fórmula: ΔH = Hprodutos – Hreagentes

Variação de entalpia de solução é igual à soma da variação de entalpia reticular e entalpia de hidratação:
ΔHsol = ΔHret ΔHhid

As informações sobre variação de entalpia de solução foram úteis a sua pesquisa?

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