Tanto na física quanto na química, um conceito é usado para medir a energia contida no corpo. Estamos falando sobre o entalpia. É um tipo de medida que indica a quantidade de energia contida em um corpo ou sistema que possui um determinado volume, que está sob pressão e que pode ser trocada com o meio ambiente. A entalpia de um sistema é representada pela letra H e a unidade física associada a ela para indicar os valores de energia é o Joule.
Neste artigo, vamos contar a você todas as características e importância da entalpia.
Características principais
Podemos dizer que a entalpia é igual à energia interna que o sistema possui mais a pressão vezes o volume do mesmo sistema. Quando vemos que a energia do sistema, a pressão e o volume são funções de estado, a entalpia também o é. Isso significa que, na hora certa, pode ocorrer em certas condições iniciais finais para que a variável ajude a estudar todo o sistema como um todo.
A primeira coisa é saber o que é entalpia de formação. É sobre calor absorvido esquecido pelo sistema quando 1 mol de substância produto é produzido a partir dos elementos em estado normal. Esses estados podem ser sólidos, líquidos ou gasosos ou em caso de solução. O estado alotrópico é o estado mais estável. Por exemplo, o estado alotrópico mais estável que o carbono possui é o grafite, além de estar sob condições normais em que os valores de depressão são 1 atmosfera e a temperatura são 25 graus.
Ressaltamos que as entalpias de formação de acordo com o que definimos são para 1 mol de composto produzido. Desta forma, dependendo da quantidade de produtos reagentes existentes, a reação deverá ser ajustada com coeficientes fracionários.
Entalpia de formação
Sabemos que em qualquer processo químico a entalpia de formação pode ser positiva e negativa. Essa entalpia é positiva quando a reação é endotérmica. O fato de uma reação química ser endotérmica significa que ela pode absorver o calor do meio. Por outro lado, temos uma entalpia negativa quando a reação é exotérmica. O fato de uma reação química ser exotérmica significa que ela emite calor do sistema para o exterior.
Para que uma reação exotérmica ocorra, os reagentes precisam ter uma energia maior do que os produtos. Pelo contrário, para que ocorra uma reação endotérmica, os reagentes devem ter menos energia do que os produtos. Para que a equação química de tudo isso possa ser escrita bem para cumprir a lei da conservação da matéria. Ou seja, a equação química deve conter informações sobre o estado físico dos reagentes e produtos. Isso é conhecido como o estado de agregação
Você também tem que ter em mente que as substâncias puras têm uma entalpia de formação igual a zero. Esses valores de entalpia são obtidos em condições padrão, como as mencionadas acima, e em sua forma mais estável. Em um sistema químico onde existem reagentes e produtos, a entalpia de reação é igual à entalpia de formação sob condições padrão.
Sabemos que os valores de entalpia de formação de alguns compostos químicos orgânicos e inorgânicos são estabelecidos em condições de 1 atmosfera de pressão e 25 graus de temperatura.
Entalpia de reação
Já mencionamos o que é entalpia de formação. Agora vamos descrever o que é a entalpia de reação. É uma função termodinâmica que ajuda a calcule o calor que foi ganho ou o calor que foi fornecido durante uma reação química. Um formador de equilíbrio é buscado, permanece ou recebe tanto os reagentes quanto os produtos. Um dos aspectos que devem ser cumpridos para calcular a entalpia de reação é que a própria reação deve ocorrer a pressão constante. Em outras palavras, durante todo o tempo que leva para a reação química ocorrer, a pressão deve ser mantida constante.
Sabemos que a entalpia tem dimensões de energia e por isso é medida em joules. Para entender a relação da entalpia com o calor que é trocado durante uma reação química é necessário ir para a primeira lei da termodinâmica. E é que esta primeira lei nos diz que o calor que é trocado em um processo termodinâmico é igual à variação da energia interna da substância ou substâncias envolvidas no processo mais o trabalho realizado por tais substâncias durante o processo.
Sabemos que todas as reações químicas nada mais são do que vários processos termodinâmicos que ocorrem a uma determinada pressão. Os valores de pressão mais comuns são fornecidos em condições padrão de pressão atmosférica. Portanto, todos os processos termodinâmicos que ocorrem dessa forma são chamados de isobáricos, uma vez que ocorre a pressão constante.
É muito comum chamar entalpia de calor. No entanto, deve ficar claro que não é o mesmo que calor, mas sim troca de calor. Ou seja, não é o calor que pode ensinar uma lição ou o calor interno que os reagentes e produtos possuem. É o calor que é trocado ao longo do processo de reação química.
Relação com calor
Ao contrário do que falamos antes, a entalpia é uma função de estado. Quando calculamos a mudança de entalpia, estamos na verdade calculando a diferença de duas funções. Essas funções geralmente dependem exclusivamente do estado do sistema. Este estado do sistema varia dependendo da energia interna e do volume do próprio sistema. Como sabemos que a versão permanece constante ao longo da reação química, a entalpia de reação nada mais é do que uma função de estado que depende tanto da energia interna quanto do volume.
Portanto, podemos definir a entalpia dos reagentes em uma reação química como a soma de cada um deles. Por outro lado, definimos a mesma coisa, mas nos produtos como a soma da entalpia de todos os produtos.
Espero que com essas informações você possa aprender mais sobre a entalpia e suas características.