- O que é entalpia de formação? Como ela é utilizada para calcular a variação de entalpia de uma reação química?
Passo 1
O enunciado pede duas coisas:
- Definir o que é entalpia de formação.
- Explicar como essa entalpia é usada para calcular a variação de entalpia de uma reação química.
Informações relevantes (o que vou usar):
- Existe a entalpia padrão de formação, indicada por
, que é um valor tabelado para cada substância (depende da fase: gás, líquido, sólido). - Elementos no seu estado padrão têm
por definição. - A lei de Hess permite somar entalpias de reações elementares porque a entalpia é uma função de estado.
Passo 2
O que é entalpia de formação (definição clara e simples).
- A entalpia de formação padrão de uma substância,
, é a variação de entalpia quando 1 mol dessa substância é formado a partir dos seus elementos constituintes, todos no seu estado padrão, sob condições padrão (pressão de bar e normalmente ). - Em termos simbólicos, para uma substância genérica
:
- Exemplo conceitual: a reação de formação do dióxido de carbono gasoso é
e o
é a entalpia dessa reação por mol de
formado.
Passo 3
Por que a entalpia de formação é útil (intuição física e Hess).
- A entalpia é uma função de estado: o valor de
entre um estado inicial e final independe do caminho. Portanto podemos construir a reação desejada como combinação de reações de formação das substâncias envolvidas. - A lei de Hess diz que a variação de entalpia de uma reação é igual à soma algébrica das variações de entalpia das reações que a compõem.
Passo 4
Fórmula prática para calcular
usando entalpias de formação (apresentação da fórmula + explicação de cada símbolo).
- Fórmula:
- Explicando cada parte:
-
é a variação de entalpia padrão da reação tal como ela está escrita (por mol de reação). -
e são os coeficientes estequiométricos (números estequiométricos) dos produtos e reagentes, respectivamente. Multiplica-se cada pelo seu coeficiente. - A soma dos produtos menos a soma dos reagentes: isso corresponde a “formar os produtos a partir dos elementos” menos “formar os reagentes a partir dos elementos”, que resulta exatamente na entalpia da reação desejada.
-
Passo 5
Regras práticas e cuidados pequenos (para não errar na prova).
- Sempre use os valores tabelados de
na fase correta (ex.: tem diferente de ). A fase muda o resultado. - Elementos no estado padrão (ex.:
, , ) têm . - Se a reação estiver multiplicada por um fator (por exemplo, dobrar a equação), o
também dobrará — por isso sempre usar os coeficientes já balanceados. - Unidades:
costuma estar em . O resultado terá as mesmas unidades.
Passo 6
Procedimento passo a passo que você pode aplicar na prova (lista prática de ações).
- Escrever a equação química balanceada.
- Para cada reagente e produto, pegar o valor correspondente de
na tabela (prestar atenção à fase). - Multiplicar cada
pelo coeficiente estequiométrico respectivo. - Somar todos os termos dos produtos.
- Somar todos os termos dos reagentes.
- Calcular
. - Interpretar o sinal:
é exotérmica (libera calor); é endotérmica (absorve calor).
Passo 7
Exemplo totalmente trabalhado (aplico o procedimento passo a passo): combustão do metano.
- Reação balanceada:
- Valores tabelados (pegue esses da tabela; aqui uso valores comuns):
- Multiplicar pelos coeficientes e somar produtos:
Calcule passo a passo:
- Soma dos reagentes:
- Subtrair (produtos menos reagentes):
- Interpretação:
por mol de reação na forma escrita; o sinal negativo indica que a reação é fortemente exotérmica (libera por cada mol de queimado).
Passo 8
Dicas finais e armadilhas comuns (para ganhar pontos na prova).
- Sempre confira se a equação está balanceada antes de aplicar a fórmula.
- Cheque as fases nas tabelas: trocar
por muda muito o resultado. - Quando faltar algum
na tabela, às vezes é possível usar a lei de Hess montando reações intermediárias — mas isso é mais trabalhoso; prefira usar tabelas completas. - Se a questão pedir
a outra temperatura, atenção: valores padrão são geralmente para . Não use os valores sem perceber a temperatura exigida.
Resposta
A entalpia de formação
é a variação de entalpia para a formação de
mol de uma substância a partir dos seus elementos no estado padrão (pressão
bar, normalmente
).
Para calcular a variação de entalpia padrão de uma reação usa-se
Para calcular a variação de entalpia padrão de uma reação usa-se
multiplicando cada
pelo coeficiente estequiométrico e subtraindo a soma dos reagentes da soma dos produtos.