Química · Concurso PF

Termoquímica — entalpia, reações exo e endotérmicas e lei de Hess

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Resumo: Termoquímica — entalpia, reações exo e endotérmicas e lei de Hess

Essência. Termoquímica estuda o calor das reações. Entalpia (H) é o conteúdo de energia a pressão constante; mede-se a variação: ΔH = H_produtos − H_reagentes.

Exotérmica: libera calor; ΔH < 0; produtos com menor entalpia. Ex.: combustões, neutralização, condensação, solidificação, formação de ligações.
Endotérmica: absorve calor; ΔH > 0; produtos com maior entalpia. Ex.: fusão, vaporização, sublimação, fotossíntese, decomposição térmica, quebra de ligações.

Fatores que alteram ΔH: estado físico (H_gás > H_líquido > H_sólido; por isso a água formada como vapor libera menos calor que como líquido), forma alotrópica (grafite é mais estável que diamante), quantidade de matéria, temperatura e pressão.

Tipos de entalpia

De formação (ΔH°f): formar 1 mol da substância a partir de substâncias simples no estado padrão. Substâncias simples na forma mais estável (O₂, H₂, C grafite) têm H = 0. Então ΔH = Σ ΔH°f(produtos) − Σ ΔH°f(reagentes).
De combustão: queima de 1 mol (sempre negativa).
De ligação: energia para romper 1 mol de ligações (sempre positiva). ΔH = Σ(ligações rompidas) − Σ(ligações formadas).

Lei de Hess: o ΔH depende só dos estados inicial e final, não do caminho. Somam-se equações conhecidas: inverter a equação troca o sinal de ΔH; multiplicar a equação multiplica ΔH.

Pegadinha Cebraspe. "A reação exotérmica tem ΔH positivo, pois produz calor" → errado: exotérmica tem ΔH negativo (o sistema perde energia).

Visão geral

Nos gráficos de entalpia, reagentes acima dos produtos indicam reação exotérmica; o "morro" entre eles é a energia de ativação (ver qui-cinetica-quimica), que não altera o ΔH.

Regra

Exemplo (Hess). Dados: C(graf) + O₂ → CO₂, ΔH = −394 kJ; CO + ½ O₂ → CO₂, ΔH = −283 kJ. Para C(graf) + ½ O₂ → CO: mantém a 1ª e inverte a 2ª (+283) → ΔH = −394 + 283 = −111 kJ.

Exemplo (ligação). H₂ + Cl₂ → 2 HCl, com H–H 436, Cl–Cl 243 e H–Cl 431 kJ/mol: ΔH = (436 + 243) − 2 × 431 = −183 kJ (exotérmica).

	Exotérmica	Endotérmica
Calor	Liberado	Absorvido
ΔH	< 0	> 0
Entalpia dos produtos	Menor	Maior
Exemplos	Combustão, condensação	Fusão, vaporização, fotossíntese

Pontos-chave

Calorimetria: Q = m·c·ΔT.
Equação termoquímica sempre indica estados físicos e ΔH.
Espontaneidade depende também da entropia: ΔG = ΔH − TΔS (espontânea se ΔG < 0).
Bolsa de gelo instantâneo (dissolução endotérmica) × bolsa quente (exotérmica).

Como o Cebraspe cobra

"A fusão do gelo é processo endotérmico" → certo.
"Pela lei de Hess, ao inverter uma equação termoquímica, inverte-se o sinal do ΔH" → certo.
"A entalpia de formação do O₃ é zero, por ser substância simples" → errado (zero só para a forma mais estável, O₂).
"A quebra de ligações químicas libera energia" → errado (absorve).
"A formação de água líquida libera mais energia que a de vapor de água, a partir dos mesmos reagentes" → certo.

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Flashcards de Termoquímica — entalpia, reações exo e endotérmicas e lei de Hess

Tente lembrar antes de virar o card.

Reação exotérmica × endotérmica
Revelar resposta
Exotérmica: libera calor, ΔH < 0. Endotérmica: absorve calor, ΔH > 0.
Entalpia de formação de substância simples
Revelar resposta
Zero na forma alotrópica mais estável (O₂, H₂, C grafite).
Lei de Hess
Revelar resposta
ΔH depende só dos estados inicial e final; inverter a equação troca o sinal; multiplicar multiplica ΔH.
Entalpia de ligação
Revelar resposta
Energia para romper 1 mol de ligações (sempre positiva). ΔH = rompidas − formadas.
Mudanças de estado e ΔH
Revelar resposta
Fusão, vaporização e sublimação: endotérmicas. Condensação e solidificação: exotérmicas.

Questões de Termoquímica — entalpia, reações exo e endotérmicas e lei de Hess

Questão 1 · Certo ou Errado
A reação exotérmica tem ΔH positivo, pois produz calor.
Revelar gabarito
Gabarito: Errado
Errado. Exotérmica tem ΔH negativo.
Questão 2 · Certo ou Errado
A vaporização da água é processo endotérmico.
Revelar gabarito
Gabarito: Certo
Certo.
Questão 3 · Certo ou Errado
A entalpia de formação do O₂ gasoso, no estado padrão, é igual a zero.
Revelar gabarito
Gabarito: Certo
Certo. Substância simples mais estável.
Questão 4 · Certo ou Errado
Pela lei de Hess, ao inverter uma equação termoquímica, o valor de ΔH mantém o sinal.
Revelar gabarito
Gabarito: Errado
Errado. O sinal é trocado.
Questão 5 · Certo ou Errado
A quebra de ligações químicas é processo que absorve energia.
Revelar gabarito
Gabarito: Certo
Certo. Energia de ligação é positiva.

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