Cálculos das Entalpias - Questões de Vestibulares

Habilidade: Resolver problemas que envolvam cálculos das entalpias das reações químicas a partir de dados, tabelas e gráficos.

Questões

01. (FePeCS-DF) O metanol é um líquido, inflamável e perigoso, que apresenta efeito tóxico no sistema nervoso, particularmente no nervo óptico. Essa substância pode ser preparada através da hidrogenação controlada do monóxido de carbono, em uma reação que se processa sob pressão e em presença de um catalisador metálico. Com base na tabela de calores-padrão de formação a seguir, calcule a variação da entalpia do processo.  

CO + H2 → CH3OH

02. (UEL) A sacarose é um alimento importante para o ser humano. O metabolismo dos açúcares envolve reações que são as fontes de energia para que a célula possa realizar os trabalhos mecânico, elétrico e químico. O metabolismo de açúcares durante a respiração é representado pela reação de combustão:  

C12H22O11(s) + 12O2(g) → 12CO2(g) + 11H2O(l)  

Dados: 

HC12H22O11 = −2222 kJ/mol; 

CO2 = −394 kJ/mol; 

H2O = −286 kJ/mol  

Qual é a variação da entalpia para essa reação?

03. (Unimontes-MG) O carbeto de tungstênio (WC) reage com excesso de oxigênio, como mostra a equação a seguir, com o respectivo valor de variação de entalpia (ΔH) da reação, a 300 K.  

WC(s) + 5/2O2(g) → CO2(g) + WO3(g)  

ΔH = -1196 kJ/mol  
A partir dos ΔHs dos participantes CO2 e WO3, a 300 K, que são -393,5 kJ e -837,5 kJ, respectivamente, calcule o valor da entalpia de formação (ΔHf) do WC.

04. (ENEM – 2015) O aproveitamento de resíduos florestais vem se tornando cada dia mais atrativo, pois eles são uma fonte renovável de energia. A figura representa a queima de um bio-óleo extraído do resíduo de madeira, sendo  a variação de entalpia devido à queima de 1 g desse bio-óleo, resultando em gás carbônico e água líquida, e  a variação de entalpia envolvida na conversão de 1 g de água no estado gasoso para o estado líquido.    
A variação de entalpia, em kJ, para a queima de 5 g desse bio-óleo resultando em  (gasoso) e  (gasoso) é: 
A) -106. 
B) -94,0. 
C) -82,0. 
D) -21,2. 
E) 16,4.

Fonte:
https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/calculo-variacao-entalpia.htm
http://educacionalplenus.com.br/quimica-lista-de-exercicios-de-entalpia/

Cálculo da Entalpia de uma Reação

Habilidade: Discutir os conceitos da termoquímica: a entalpia, os processos exotérmicos e endotérmicos.

Realizar o cálculo da entalpia de uma reação significa determinar a variação de energia que houve desde a mistura dos reagentes até a formação dos produtos. Na equação a seguir, temos a representação de reagentes e produtos  

A + B → C + D

A + B = Reagentes

C + D = Produtos

Cada participante de uma reação apresenta uma entalpia (H), ou seja, cada participante apresenta certa quantidade de energia. Durante a ocorrência da reação, as ligações entre os reagentes são quebradas e as ligações entre os átomos dos produtos são formadas. Dessa forma, durante a reação química, estabelece-se uma variação de energia.  

Para determinar o cálculo da entalpia de uma reação, é necessário primeiramente conhecer as entalpias individuais de cada um dos participantes. Normalmente os exercícios sempre fornecem os valores das entalpias de reagentes e produtos. Por exemplo:  

ZnS + O2 → ZnO + SO2  

HZnS = - 49,23 Kcal/mol  

HO2 = 0 Kcal/mol  

HZnO = - 83,24 Kcal/mol  

HSO2 = - 70,994 Kcal/mol  

Se tivéssemos uma substância simples, o valor da entalpia seria igual a zero. No entanto, vale ressaltar que, se na reação a substância simples for um alótropo, devemos ter o cuidado de saber se lidamos com o alótropo mais estável do elemento químico que forma essa substância. O alótropo mais estável sempre apresenta entalpia igual a zero, por isso o exercício não realizará essa indicação. 

Veja uma tabela ao lado com os elementos que formam alótropos e aqueles que são mais estáveis.

OBS.: A forma alotrópica mais estável do elemento indica a substância encontrada em maior quantidade na natureza.  

O cálculo da entalpia da reação é chamado, de forma geral, de variação da entalpia e sempre é representado pela sigla ∆H. Como se trata de uma variação, o cálculo da entalpia da reação envolve a subtração entre a entalpia dos produtos pela entalpia dos reagentes:  

∆H = HP - HR

A realização do cálculo da variação da entalpia permite identificarmos se a reação é endotérmica ou exotérmica. Se o resultado for negativo, a reação será exotérmica; já se o resultado for positivo, a reação será endotérmica.  

∆H = - (Exotérmico)

∆H = + (Endotérmico)

Ao realizar o cálculo da variação da entalpia de uma reação, é muito importante que estejamos muito atentos ao balanceamento, já que os valores das entalpias fornecidos pelo exercício sempre são expressados em mol. Assim, se o participante da reação apresentar mais de um mol, devemos multiplicar o valor da sua entalpia pela sua quantidade expressa no balanceamento. Veja um exemplo:  

2 ZnS + 3 O2 → 2 ZnO + 2 SO2  

Observamos que os coeficientes que fazem o balanceamento da equação são 2, 3, 2 e 2. Assim, os valores das entalpias de cada um dos participantes serão:  

HZnS = - 49,23 . 2 = - 98,46 Kcal/mol  

HO2 = 0 . 3 = 0 Kcal/mol  

HZnO = - 83,24 . 2 = - 166,48 Kcal/mol  

HSO2 = - 70,994 . 2 = - 141,988 Kcal/mol  

A partir desses dados, podemos realizar o cálculo da variação da entalpia da reação. Vale relembrar que os valores dos produtos devem ser somados entre si, assim como os dos reagentes:  

∆H = HP - HR

∆H = [(-166,48) + (-141,998)] - [(-98,46) + 0] 

∆H = (- 308,468) – (-98,46) 

∆H = -308,468 + 98,46 

∆H = - 210,008 Kcal/mol  

OBS.: Como o resultado foi negativo, essa reação é exotérmica.

Fonte:

https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculo-entalpia-uma-reacao.htm