Entalpia: o que é, tipos e mais!
Conforme vamos estudando para o vestibular, é comum encontrar matérias difíceis de compreender, não é mesmo? Uma dificuldade frequente para os vestibulandos é a entalpia, com suas variações, tipos e cálculos avançados. Afinal, ela é capaz de unir conceitos de Química, Física e Matemática, tornando-se um grande alvo dos vestibulares.
Mas, afinal, o que é entalpia e como ela pode aparecer nas provas? Se você ainda não sabe, fique tranquilo! Desenvolvemos este artigo explicando tudo sobre esse processo termoquímico para você mandar bem nos exames. Confira!
O que é entalpia?
Para entender por completo esse conceito, é preciso voltar um pouco e aprofundar-se nos estudos de reações químicas. Você se lembra que a liberação e a absorção de calor ocorrem na maioria das reações? Assim, os processos que liberam calor são conhecidos por exotérmicos e os que absorvem calor são endotérmicos.
Tudo isso é analisado pela termoquímica, que explica os fenômenos e princípios da termodinâmica, relacionando-se diretamente com a entalpia, já que ela é uma grandeza física que define a quantidade de energia que tem dentro das substâncias que sofrem uma reação, ou seja, ela calcula o calor de um determinado sistema.
Isso quer dizer que o cálculo de entalpia é responsável por afirmar se a reação é endotérmica ou exotérmica, avaliando a variação de calor que as substâncias sofrem ao longo do processo.
Vale lembrar que não é possível calcular a energia total de uma substância. Por isso, as contas da termoquímica são sempre relacionadas à entalpia, isto é, a quantidade de variação de calor que a reação química sofreu.
Assim, sempre utilizamos a fórmula:
H = U + PV
sendo que H é a entalpia, U representa a energia interna do sistema e PV é a energia dos conjuntos sistema-vizinhança que estão sob condições normais de temperatura e pressão, isto é, a CNTP.
Variação de entalpia
Você lembra que no tópico anterior nós comentamos que não é possível calcular a quantidade total de energia que uma substância carrega? Justamente por isso, as análises de entalpia são feitas por meio da sua variação, ou seja, a absorção ou liberação de calor de uma determinada reação.
Isso tudo é feito por meio do cálculo:
ΔH = H Final – H Inicial
sendo que o ΔH representa a variação de entalpia. Em outras palavras, o cálculo da variação consiste em analisar a diferença entre a entalpia do produto (H Final) e a do reagente (H Inicial).
É, então, por meio dessa fórmula que você conseguirá determinar se a reação é endotérmica ou exotérmica. Vamos pensar juntos: se o resultado da sua conta der positivo, significa que a quantidade de energia do produto é maior do que a do reagente, certo?
Então, nesse caso, a reação é caracterizada por ser endotérmica, já que houve a absorção do calor dentro do sistema. No entanto, quando o resultado é negativo, significa que a entalpia do reagente é maior do que a do produto, ocasionando uma reação exotérmica, que libera o calor do sistema.
Lei de Hess
Quando falamos em termoquímica, não podemos deixar de fora a Lei de Hess. Desenvolvida pelo suíço Germain Henri Hess, ela afirma que a variação da entalpia deve ser calculada pela somatória das suas mudanças em etapas individuais.
Isso quer dizer que existe um cálculo específico capaz de avaliar a quantidade de energia presente nas substâncias de um sistema após sofrerem suas próprias reações químicas.
Então, a variação de entalpia não depende da quantidade de reações que ela sofreu, precisa somente dos valores iniciais e finais de cada reação, como explicamos na fórmula anterior: ΔH = H Final – H Inicial.
Além disso, é possível calcular a sua variação de acordo com as mudanças individuais que cada reação sofreu, resultando em:
ΔH = ΔH1 + ΔH2
Tipos de entalpia
Até agora, nós explicamos sobre o que é entalpia e suas variações, mas o conteúdo não acaba por aqui. Isso porque, para esclarecer como as reações químicas se estabelecem na natureza e como funciona o processo de armazenamento ou liberação de energia, os químicos e físicos encontraram diversos tipos de entalpia, como:
- entalpia de combustão;
- entalpia de formação;
- entalpia de ligação;
- entalpia padrão.
Cada uma delas apresenta suas especificidades e carrega cálculos diferenciados. Preparado para conhecê-las?
Entalpia de combustão
Por se tratar de uma reação de combustão, é compreensível que a entalpia dessa situação seja referente à energia liberada, certo? Afinal, a combustão é um processo exotérmico e a energia que é dispensada da reação pode ser calculada por meio da variação de entalpia.
Dessa maneira, a entalpia de combustão calcula a variação da energia liberada de um mol de qualquer substância da reação, desde que esteja sob condições normais de temperatura e pressão.
Vale lembrar, ainda, que, por ser um sistema exotérmico, o resultado da variação sempre será negativo. Afinal, a energia do reagente deverá ser maior do que a dos produtos, ok?
Entalpia de formação
Diferentemente da entalpia de combustão, que é caracterizada como uma reação exotérmica, a de formação pode tanto liberar calor quanto absorvê-lo, desde que a reação forme um mol de substância simples no seu estado padrão, isto é, respeitando a CNTP.
Isso quer dizer que, a partir da entalpia de formação, podemos identificar quanta energia é produzida para formar um mol de uma determinada substância, daí o nome “formação”.
Entalpia de ligação
Você se lembra que as ligações entre os reagentes e produtos podem ser alteradas nas reações? A partir dessa modificação, é possível calcular a variação de entalpia também. Dessa forma, a ΔH de ligação pode ser identificada quando ocorre a quebra de um mol, ou seja, o rompimento ou rearranjo de uma ligação.
Em outras palavras, a entalpia de ligação consegue determinar o quanto de energia é necessário para romper um mol de ligação dentro de uma reação química, com todas as substâncias em estado padrão.
Entalpia e entropia
Durante os estudos para o vestibular, é muito comum encontrar conteúdos que se relacionam, não é mesmo? Com a termoquímica não é diferente. Um dos assuntos que está altamente atrelado à entalpia é a entropia, causando diversas confusões entre os estudantes.
Como vimos, a entalpia é uma grandeza física que mede a energia que as substâncias carregam nas reações químicas. Já a entropia, embora também seja uma grandeza física, é caracterizada por quantificar a desordem dessas reações.
Vale lembrar que a desordem não deve ser confundida com bagunça, ok? Essa característica é atribuída à forma de organização das partículas e substâncias de um determinado sistema.
Vamos pensar juntos: quando estamos cozinhando, precisamos de vários utensílios para que a comida fique gostosa. Assim, pouco a pouco vamos colocando-os em cima do balcão, deixando-os sujos e desorganizando a cozinha que antes estava arrumada.
Isso acontece da mesma forma com as partículas. Enquanto, na cozinha, a necessidade de utilizar panelas, colheres e pratos implica desordem, com as moléculas as variações de temperatura modificam seu estado de agitação, implicando desordem do sistema.
Assim, quando a reação química recebe calor, sua entropia é maior, ou seja, o sistema é desordenado. Em contrapartida, quando temos uma reação que libera calor, a entropia diminui.
Como aparece no vestibular
Você já deve ter percebido como a entalpia é importante para os vestibulandos, não é mesmo? Afinal, ela une os conceitos físicos, químicos e matemáticos para explicar o funcionamento das moléculas e a sua liberação ou absorção de energia.
Mas, afinal, como ela aparece nos vestibulares? Por ser um conteúdo aprendido nas aulas de Química, ela pode surgir nas questões relacionadas a essa matéria. Ainda, não é difícil encontrar perguntas discursivas que exigem o conhecimento de entalpia para gabaritá-las.
Por isso, a nossa dica é investir bastante na prática de exercícios para se familiarizar com o conteúdo e conseguir ter bons resultados no vestibular. Assim, você já fica um passo mais perto da tão sonhada graduação.
Aprofundar-se nos estudos de termoquímica e termodinâmica, sobretudo a entalpia, é fundamental para mandar bem nos vestibulares. Afinal, é um tema bastante recorrente e que pode ser decisivo para a sua entrada no mundo profissional. Por isso, lembre-se de revisar o conteúdo com cuidado, investindo em exercícios e materiais de qualidade para ter excelentes resultados.
E então, o nosso artigo foi útil para você? Aproveite para experimentar o nosso plano de estudos e montar um planejamento certeiro para gabaritar o vestibular!