Utilizando a tabela de entalpia de ligação fornecida, calcule a variação de entalpia (
) das reações químicas a seguir e determine se a reação foi endotérmica ou exotérmica (lembre-se de balancear a equação).
Passo 1
O enunciado pede que você calcule a variação de entalpia da reação e diga se ela é endotérmica ou exotérmica. A reação dada é:
Informações relevantes e observações:
- É necessário balancear a equação química antes de calcular a entalpia.
- O enunciado pede para “utilizar a tabela de entalpia de ligação fornecida”, porém você não me enviou essa tabela. Sem os valores da sua tabela eu não posso calcular exatamente o número pedido usando apenas a sua tabela.
- Ainda assim, eu vou explicar passo a passo o método que se usa com tabelas de entalpia de ligação e mostrar um cálculo numérico usando valores típicos de tabelas comuns (vou indicar explicitamente os valores usados). Se a sua tabela tiver números diferentes, basta substituir esses valores na fórmula que eu apresentar.
Passo 2
Balancear a equação: o produto
tem 2 átomos de carbono e 6 de hidrogênio. Logo a equação balanceada é
Expliquei isso porque é importantíssimo trabalhar com mols na entalpia (tudo em kJ por mol de reação escrita).
Passo 3
Descrever o método (explicação didática do conceito):
- A aproximação com entalpias de ligação emprega a fórmula
- Aqui, “entalpia de ligação”
é a energia necessária para partir uma ligação química (em kJ por mol). Se quebramos ligações, somamos essas energias (termo positivo, porque absorvemos energia). Quando formamos ligações, liberamos energia (termo que subtrai). - Atenção especial com elementos na sua forma padrão (aqui:
). As tabelas de energias de ligação normalmente dão energias para ligar/partir ligações entre átomos em fase gasosa ou dão a entalpia de atomização (energia para transformar o elemento em átomos gasosos). Para usar o método corretamente precisamos da entalpia para transformar em átomos de carbono gasosos (chamarei isso de para o carbono). Esse termo representa “quebrar as ligações” do grafite para obter átomos C livres que depois formam as ligações em .
Passo 4
Identificar quais ligações são quebradas e quais são formadas:
- Ligações quebradas nos reagentes:
-
ligações (porque há mols de ). - As duas unidades de
precisam ser atomizadas: introduzimos o termo .
-
- Ligações formadas no produto
: -
ligações . -
ligação .
-
Escrevemos então a expressão simbólica:
Expliquei cada termo acima: o primeiro parêntese = energia absorvida para quebrar todas as ligações/atomizar os reagentes; o segundo = energia liberada ao formar as ligações do produto.
Passo 5
Valores numéricos típicos (atenção: esses são valores comuns em tabelas de entalpia de ligação padrão, NÃO são necessariamente os da sua tabela; se sua tabela tiver outros números, substitua-os na expressão do Passo 4):
-
-
-
-
(entalpia de atomização do carbono grafítico para formar átomos de C gasosos)
Obs.: eu escolhiporque precisamos levar o carbono da forma padrão (grafite) para átomos gasosos para então formar as ligações em etano.
Passo 6
Substituir os valores na expressão e calcular passo a passo:
Calcular energia para quebrar / atomizar:
Calcular energia para quebrar / atomizar:
Portanto energia total absorvida (ligações quebradas):
Calcular energia liberada ao formar ligações no etano:
Energia total liberada (ligações formadas):
Agora a variação de entalpia pela fórmula:
Passo 7
Interpretação do resultado e conclusão didática:
- Obtivemos
para a reação escrita (ou seja, para a formação de mol de a partir dos reagentes balanceados). - O sinal negativo indica que o processo libera energia para o ambiente — portanto a reação é exotérmica.
- Observação final: se você usar os números da tabela que o seu professor forneceu, faça exatamente a mesma substituição na expressão do Passo 4; normalmente você obterá um valor bem próximo de
, porque esse é o valor padrão da entalpia de formação do etano ( ).