Uma reação de combustão é uma reação exotérmica (que libera energia) entre um sólido ou líquido (o combustível) e um gás, formando diversos produtos. Em muitos casos o combustível reage com o oxigênio do ar. Atualmente, reações de combustão estão entre as principais fontes de energia da humanidade.
Considerem a reação padrão de combustão da glicose, na qual 1 mol de glicose (sólida) reage com seis mols de oxigênio (gasoso), a pressão e temperatura constantes, formando 6 mols de gás carbônico e seis mols de água (líquida):
Qual é a energia liberada na forma de calor nessa reação? À mesma pressão e à mesma temperatura, as entalpias padrão de formação dos diversos compostos presentes na reação são: para a glicose
; para o gás oxigênio
; para o gás carbônico:
; para a água
.
Passo 1
O enunciado pede: qual é a energia liberada na forma de calor pela reação padrão abaixo, na mesma pressão e temperatura dadas?
As entalpias padrão de formação fornecidas (todas à mesma pressão e temperatura padrão) são:
Passo 2
Entendendo o que é a entalpia padrão de formação (mini-aula rápida e direta). A entalpia padrão de formação de uma substância,
, é a variação de entalpia quando 1 mol dessa substância é formado a partir dos seus elementos em suas formas mais estáveis, nas condições padrão. Coisas importantes:
- Unidades:
. - Sinal:
significa que formar a substância libera energia (exotérmico); significa que formar absorve energia (endotérmico). - Para uma reação qualquer, podemos obter a entalpia da reação somando as entalpias de formação dos produtos (cada uma multiplicada pelo coeficiente estequiométrico) e subtraindo a soma das entalpias de formação dos reagentes — isso é uma aplicação do princípio de Hess (energia é função de estado).
Passo 3
Fórmula que vamos aplicar (pela regra de Hess). Vou escrever a expressão geral e explicar cada termo:
onde:
-
é a entalpia padrão da reação (energia trocada como calor à pressão constante para a reação como escrita); -
e são os coeficientes estequiométricos (número de mols) dos produtos e reagentes respectivamente; -
e são as entalpias padrão de formação das substâncias envolvidas.
Aplicamos essa fórmula usando os valores e coeficientes que estão no enunciado.
Passo 4
Calcular a contribuição dos produtos. Há
mols de
e
mols de
. Multiplicamos os coeficientes pelos
correspondentes:
Agora somamos as contribuições dos produtos:
Comentário didático: cada termo é “energia associada a formar aqueles mols de produto a partir de elementos”. Negativo indica energia liberada ao formar cada produto.
Passo 5
Calcular a contribuição dos reagentes. Há
mol de glicose e
mols de
. Usamos as entalpias de formação fornecidas:
Somando os reagentes:
Comentário didático:
como elemento na forma mais estável tem
, por isso não contribui.
Passo 6
Agora aplicamos a fórmula da soma (Passo 3) com os valores calculados nos passos anteriores:
Fazendo a subtração:
Interpretação: o resultado negativo indica que a reação é exotérmica — isto é, libera calor. O valor numérico
é a quantidade de energia liberada por mol de glicose reagida (pela equação como escrita).
Passo 7
Resumo prático para usar na prova (pega-rapaz amigo): sempre faça três passos rápidos em problemas assim:
- Liste coeficientes e
. - Calcule soma ponderada dos produtos e dos reagentes.
- Subtraia (produtos menos reagentes) para obter
.
E lembre-se do significado do sinal: negativo → energia sai (liberada), positivo → energia entra (absorvida). Vai dar tudo certo — respira e aplica esse procedimento passo a passo.