química básica-Reações que consomem ou liberam energia-

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Química Básica 
 
 
Química 1 
 
 
Reações que consomem ou liberam 
energia 
 
 
 
 
RESUMO 
 
 
Além das transformações na matéria, os processos físicos e químicos acompanham também mudanças na 
energia dos sistemas. Essas modificações na energia são observadas na forma de absorção ou liberação de 
calor ao longo das transformações. 
A parte da química que estuda a energia térmica envolvida nos processos físicos e químicos é a 
termoquímica. 
 
Entalpia 
Chamamos a energia térmica contida nas substâncias de entalpia, representada pela letra H. Quando 
reagentes se transformam em produtos em uma reação química, a entalpia do sistema se modifica, 
ocasionando a absorção ou liberação de uma quantidade de calor que é a diferença entre a entalpia dos 
produtos e a dos reagentes. Este calor envolvido na reação recebe o nome de variação de entalpia e é 
representado por ΔH. 
 
ΔH = Hprodutos - Hreagentes 
 
Reações exotérmicas 
As reações que liberam calor são chamadas de reações exotérmicas. Nestas reações os reagentes tem 
entalpia maior que a dos produtos. 
Quando energia é liberada pelo sistema, dizemos que a variação de entalpia é negativa, ou seja, ΔH < 0. 
 
 
 
Por exemplo, as reações de combustão são exotérmicas e o calor pode ser considerado um produto da 
reação: 
 C + O2 CO2 + Calor 
 
Reações endotérmicas 
Quando a entalpia dos produtos é maior que a dos reagentes, então a reação absorve calor e é chamada de 
reação endotérmica. 
A variação de entalpia nestas reações é positiva, ou seja, ΔH > 0. 
 
 
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Química 2 
 
 
 
Um exemplo de reação endotérmica é a decomposição do carbonato de cálcio, em que o calor pode ser 
considerado um reagente: 
CaCO3 + Calor CaO + CO2 
 
Entalpia de formação ( f°) 
Chamamos de entalpia de formação a variação de entalpia envolvida na formação de 1 mol de uma substância 
a partir de substâncias simples no estado-padrão (forma mais estável nas condições ambientes do alótropo 
mais abundante). 
 
C (graf.) + O2 (g) 1 CO2 (g) f° = - 94,1 kcal/mol 
H2 (g) + ½ O2 (g) 1 H2O (v) f° = - 68,3 kcal/mol 
 
Entalpia de combustão ( comb) 
A variação de entalpia na reação de combustão de 1 mol de uma substância é chamada de entalpia de 
combustão. 
 
1 C2H6O (l) + 3 O2 (g) 2 (g) + 3 H2O (v) comb = - 326 kcal/mol 
 
neut) 
A variação de entalpia no processo de neutralização entre 1 mol de H+ e 1 mol de OH- é denominada entalpia 
de neutralização. 
 
1 HCl (aq) + 1 NaOH (aq) (aq) + 1 H2O (l) neut = - 13,8 kcal/mol 
 
Lei de Hess 
A variação de entalpia em um processo é sempre igual à soma das variações de entalpia das etapas entre o 
estado inicial e o final, não importando quantas ou quais sejam as etapas. 
Podemos aplicar a Lei de Hess para calcular esta variação de entalpia de três formas: 
 
a) usando as entalpias de formação 
 
 
 
C (graf) + 2 H2O (g) 2 (g) + 2 H2 (g) 
 
Dividiremos a reação em duas etapas: 
 
i. Regeneração das substâncias simples no estado-padrão, de todos os elementos; 
1 = - f° (reagentes) 
 
C (graf) + 2 H2O (g) C (graf) 2 H2 (g) + O2 (g) 1 = - f° (H2O) = 136,6 kcal/mol 
 
Esta etapa é equivalente ao inverso da reação de formação de 2 mols de água, então o 
o calor de formação da água, com sinal invertido já que a água é o reagente e não o produto neste 
caso. 
 
ii. Formação dos produtos a partir destas substâncias simples. 
2 f° (produtos) 
 
C (graf) + 2 H2 (g) + O2 (g) CO2 (g) + 2 H2 (g) 2 f° (CO2) = - 94,1 kcal/mol 
 
Pela Lei 
 C (graf) + 2 H2O (g) C (graf) 2 H2 (g) + O2 (g) 1 = 136,6 kcal/mol 
+ C (graf) + 2 H2 (g) + O2 (g) 2 (g) + 2 H2 (g) 2 = - 94,1 kcal/mol 
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Química 3 
 
 
C (graf) + 2 H2O (g) 2 (g) + 2 H2 (g) 
Em resumo, basta encontrar a diferença entre a entalpia de formação dos produtos e a dos reagentes, 
multiplicadas pelos coeficientes estequiométricos: 
 
f°produtos - f°reagentes 
 
OBS.: A entalpia de formação das substâncias simples no estado-padrão, como o C (graf) e o H2 (g) é igual 
a zero! 
 
b) usando as energias de ligação 
 
 
 
H2 (g) + Cl2 (g) (g) 
 
Dividiremos a reação em duas etapas: 
 
i. Quebra de todas as ligações dos reagentes (endotérmica); 
 
H H (g) + Cl Cl (g) (g) + 2 Cl (g) 
 
ii. Formação das ligações dos produtos (exotérmica). 
 
2 H (g) + 2 Cl (g) Cl (g) 
 
A variação de entalpia em cada etapa é dada pelas entalpias de ligação, disponíveis na tabela abaixo: 
Ligação 
Entalpia de ligação: Hlig 
(kJ/mol) 
H H 436 
Cl Cl 243 
H Cl 432 
 
Na primeira etapa são quebradas as ligações H H e Cl Cl, consumindo energia (sinal positivo) e na 
segunda são formados 2 mols de ligações H Cl, liberando energia (sinal negativo). 
Então, pela Lei de Hess, a variação de entalpia total será a soma das duas etapas: 
 
(H H) + H(Cl Cl) - (H Cl) 
 864 kJ 
- 185 kJ/mol 
 
Em resumo, basta somar as energias das ligações quebradas e subtrair as das ligações formadas, 
multiplicadas pelo respectivo número de ligações quebradas ou formadas: 
 
lig (quebradas) - lig (formadas) 
 
c) usando outras reações conhecidas 
 
 
 
CO (g) + ½ O2 (g) 2 (g) 
conhecendo as variações de entalpia destas outras reações: 
 
C (graf) + ½ O2 (g) (g) - 26,4 kcal/mol 
C (graf) + O2 (g) 2 (g) - 94,1 kcal/mol 
 
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Química 4 
 
 
Podemos manipular estas reações de modo a se tornarem etapas da reação da qual não conhecemos o 
 
A primeira reação precisa ser invertida para que o CO (g) se encontre do lado dos reagentes. Quando 
invertemos uma reação, precisamos trocar o sinal da sua variação de entalpia. 
A segunda reação já tem o CO2 (g) do lado dos produtos, então se mantém da forma como está escrita. 
Temos então: 
 CO (g) (graf) + ½ O2 (g) 
+ C (graf) + O2 (g) 2 (g) - 94,1 kcal/mol 
 CO (g) + ½ O2 (g) 2 (g) - 67,7 kcal/mol 
 
OBS.: Se for necessário multiplicar uma das etapas por um número para obter a proporção correta entre 
reagentes e produtos, o 
 
EXERCÍCIOS 
 
 
1. Considere as reações abaixo e marque a alternativa que indica corretamente as reações endotérmicas: 
I. CH4 (g) + 2 O2 (g) 2 (g) + H2O (l) + 889,5 kJ 
II. Fe2O3 (s) +3 C (s) (s) +3 CO (g) /mol 
III. 6 CO2 (g) + 6 H2O(l) + 2.813 kJ 6H12O6 (g) + 6 O2(g) 
IV. HCl (aq) + NaOH (aq) (aq) + H2O (l) - 57,7 kJ/mol 
V. 1 H2 (g) + 1/2 O2 (g) 2O (l) + 68,3 kcal 
VI. 1 H2 (g) + 1 I2 (g) (g) 
 
a) II e III. 
b) I e IV. 
c) II, III e VI. 
d) I, IV e V. 
e) I, III e V. 
 
2. Observe o diagrama de um processo químico abaixo: 

 
Pode-se afirmar que esse processo é: 
 
 
 
- 230 kJ. 
- 570 kJ. 
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Química 5 
 
 
 
GABARITO 
 
 
 
Exercícios 
 
1. c. 
energia do lado dos reagentes. 
 
2. b. 
produtos - Hreagentes 
+ 400 kJ - (- 170) kJ 
+ 570 kJ 
Como tem sinal positivo, trata-se de um processo endotérmico.