Entalpia de Formação e Energia de Ligação (2º

ano)Professora Ana Karoline MaiaKaroline.quimica@gmail.com

Tipos de Entalpias ou Calores de Reação

1. Entalpia de Mudança de Fase

2. Entalpia ou Calor de Formação

3. Entalpia ou Calor de Decomposição

4. Entalpia de Combustão

5. Entalpia de Dissolução

6. Entalpia de Neutralização

7. Entalpia ou Energia de Ligação

A energia das substâncias aumenta progressivamente à medida que elas passam da fase sólida, para a líquida e a gasosa.

É a quantidade de calor liberada ou absorvida na formação de um mol dessa substância à partir de

substâncias simples (no estado padrão).

Calor ou entalpia de formação

A entalpia de uma substância simples, a 1 atm e 25ºC,no estado padrão e forma alotrópica mais estável, é considerada igual a zero

H2(g).................... H=0

O2(g).................... H=0

O3(g).................... H0

C(grafite).................H=0

C(diamante)............. H0

Entalpia Padrão (Ho)

Formas alotrópicas estáveis

Formas alotrópicas menos estáveis

O2 (oxigênio) O3 (ozônio)

C (grafite) C (diamante)

P4 (Fósforo vermelho) P4 (Fósforo branco)

S8 (Rômbico) S8 (Monoclínico)

ALOTROPIA: só ocorre com substâncias simples.

CARBONO GRAFITE CARBONO DIAMANTE

ENXOFRE RÔMBICO ENXOFRE MONOCLÍNICO

FÓSFORO VERMELHO FÓSFORO BRANCO

O2 O3(OZÔNIO)

Entalpia de formação Podemos calcular a variação de entalpia de

uma reação pela diferença entre as entalpias de formação dos produtos e as entalpias de formação dos reagentes.

aA + bB cC + dD Entalpia dos reagentes:Hr= a HfA + bHfB Entalpia dos produtos:Hp= c HfC + dHfD ∆H reação = (c HfC + dHfD)- (a HfA +

bHfB)

Lembrar que os valores de entalpia de formação são tabelados!

Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2

∆Hf (Fe2O3) = -196,5 kcal/mol ∆Hf (CO) = -26,4 kcal/mol ∆Hf (Fe)=0 kcal/mol ∆Hf (CO2)= -94,1 kcal/mol

∆H= [2.(0) +3(-94,1)] – [1.(-196,5) + (3.-26,4)] ∆H= -282,3 – (-275,7) ∆H= -6,6 kcal

Exemplo

01) (UEL-PR) Considere as seguintes entalpias de formação em kJmol:

Al2O3(s) = – 1670; MgO(s) = – 604.

Com essas informações, pode-se calcular a variação da entalpia da reação representada por:

3 MgO (s) + 2 Al (s) 3 Mg (s) + Al2O3 (s)

Seu valor é igual a:

a) – 1066 kJ.

b) – 142 kJ.

c) + 142 kJ.

d) + 1066 kJ.

e) + 2274 kJ.

ΔH = H final – H inicial

ΔH = [1 x (– 1670)] – [(3 x (– 604)]

ΔH = (– 1670) – (– 1812)

ΔH = – 1670 + 1812

ΔH = + 142 kJ

03 O gás hidrogênio pode ser obtido pela reação abaixo

equacionada:

A entalpia da reação a 25°C e 1 atm, é igual a:Entalpias de formação em kj/mol,

CH4 = – 75; H2O = – 287; CO = –

108.

CH4 (g) + H2O (V) CO (g) + 3 H2 (g)

a) + 254

kj.

b) – 127 kj.

c) – 479 kj.

d) + 508

kj.

e) – 254 kj.

ΔH = H final – H inicial

ΔH = [1 x (– 108)] – [1 x (– 75) + 1 x (– 287)]

ΔH = (– 108) – [– 75 – 287]

ΔH = (– 108) – (– 362)

ΔH = – 108 + 362

ΔH = 254 kj

É a energia necessária para romper um mol de ligações quando se obtêm os átomos

isolados no estado gasoso.

A principal aplicação prática é permitir o cálculo da variação de entalpia de

reações, conhecendo-se as energias de ligações.

ENERGIA DE LIGAÇÃO

Veja esse exemplo, reagindo gás hidrogênio (H2) e gás cloro (Cl2), formando cloridreto (HI).

A quebra de ligações será sempre um processo

ENDOTÉRMICO

H – H (g) H2 (g) ΔH = + 435,5 KJ/mol

78,5C Cl

99,5C H (metano)

98,8C H

83,1C C

103,2H Cl

104,2H H

58,0Cl Cl

E de ligação (Kcal/mol)

Ligação

. . . REAGENTES

A quebra de uma ligação é um processo endotérmico.

(H > 0): SINAL (+)

. . . PRODUTOS

A formação de uma ligação é um processo exotérmico.

( H < 0): SINAL (-)

Energia de ligação

Observações: A energia de ligação entre dois átomos determinados é

praticamente constante. A ligação é uma propriedade intrínseca do átomo, sofre pouca influência da vizinhança.

Quanto maior a energia de ligação entre os átomos, mais forte serão as forças que unem os dois átomos.

Assim podemos calcular o ∆H da reação pela somatória de todas as energias de ligações rompidas nos reagentes e formadas nos produtos.

∆H reação = ∑ (∆H ligações rompidas nos reagentes) + ∑ (∆H ligações formadas no produto)

Energia de Ligação

H2(g) + Cl2(g) 2 HCl(g)

H - H + Cl - Cl 2 H-Cl

+104,0kcal/mol +58,0kcal/mol 2 x(103,0kcal/mol)

H= 104 +58 + 2.(-103)H = - 44,0 kcal/mol

Energia de ligação

01) São dadas as seguintes energias de ligação:

Ligação Energia (kj/mol)

H – Cl

H – F

Cl – Cl

F – F

431,8

563,2

242,6

153,1

Com os dados fornecidos é possível prever que a reação

Com os dados fornecidos é possível prever que a reação tem variação de

entalpia, em kj, da ordem de:

2 HCl (g) + F2 (g) 2 HF (g) + Cl2 (g)

Ligação Energia (kj/mol)

a) – 584,9, sendo endotérmica.

b) – 352,3, sendo exotérmica.

c) – 220,9, sendo endotérmica.

d) + 220,9, sendo exotérmica.

e) + 352,3, sendo endotérmica.

2 H – Cl + F – F 2 H – F + Cl – Cl

2 X 431,8 + 1 X 153,1

863,6 + 153,1

+ 1016,7

2 X 563,2 + 1 X 242,6

1126,4 + 242,6

– 1369

ΔH = 1016,7 – 1369= – 352,3 kj

02 Com base na tabela abaixo, determine a variação de entalpia da

reação seguinte:3 Cl2 + 2 NH3 6 HCl + N2

N – H 93 kcal/mol

H – Cl 103 kcal/mol

N N 225 kcal/mol

Cl – Cl 58 kcal/mol

º

Cl – Cl 3 + 2 N – H

H

H

H – Cl 6

3 x

174 + 558

+ N N º

58 + 936 x

+ 732 kcal

103 6 x + 225

618 + 225

– 843 kcal

ΔH = (+ 732) + (– 843) ΔH = – 111 kcal