Por ser uma função de estado, a entalpia possui certas propriedades que nos ajudam nos cálculos dela para diferentes processos. Quais são elas? Dê exemplos representativos, ou seja, não precisa ser uma reação verdadeira.
Passo 1
O enunciado pede as propriedades da entalpia decorrentes do fato de ela ser uma função de estado. Vamos usar conceitos de termodinâmica química: independência de caminho, Lei de Hess, entalpias padrão de formação, dependência com temperatura (Kirchhoff) e a característica extensiva. Em cada caso, mostramos um exemplo numérico fictício.
Passo 2
Como entalpia é função de estado, a variação
depende só dos estados inicial e final, não do caminho. Exemplo fictício: suponha um sistema que vá de
a
passando por
, com
Se o processo for direto de
, teremos
independente de como o sistema percorreu esse caminho.
Isso leva à Lei de Hess: a entalpia de uma reação global é a soma das entalpias de etapas auxiliares. Ou seja, se escrevemos reações parciais cujas somas formem a reação desejada, podemos somar as
parciais para obter a
total.
Passo 3
Usamos entalpias padrão de formação para calcular
de reações fictícias. Fórmula geral:
Exemplo: imagine espécies
com
,
,
(kJ/mol). Para a reação
temos
Passo 4
A entalpia varia com a temperatura via capacidade calorífica (Lei de Kirchhoff):
Exemplo: se
e
é constante igual a
, e queremos
, então
logo
Passo 5
A entalpia é extensiva: duplicar as quantidades duplica
. Exemplo: se numa reação
temos
para
mol de
, então para
mol de
será
.
Resposta
As principais propriedades da entalpia por ser função de estado são:
. Independência de caminho:
depende só dos estados inicial e final.
. Lei de Hess (additividade):
de uma reação é soma das
de etapas auxiliares.
. Uso de entalpias padrão de formação:
.
. Dependência com temperatura (Lei de Kirchhoff):
.
. Caráter extensivo:
escala com a quantidade de reagentes.