Entalpia de reação a partir de ΔH°_f

A entalpia padrão de reação é o calor trocado a pressão constante quando uma equação química balanceada ocorre em condições padrão. As tabelas de termoquímica quase nunca listam todas as reações possíveis; em vez disso, listam as entalpias padrão de formação dos compostos puros, e a lei de Hess recupera o valor da reação como a soma dos produtos ponderada pela formação menos a soma dos reagentes ponderada da mesma forma. Esta calculadora aceita os coeficientes estequiométricos e os valores de ΔH°_f dos dois lados da equação, devolve as somas intermediárias de produtos e reagentes junto com ΔH°_rxn e classifica o processo como exotérmico, endotérmico ou termoneutro. Arrays vazios e comprimentos incompatíveis falham com um erro de validação claro, para que dados incompletos de dever de casa nunca se passem por uma variação de entalpia zero.

Como a entalpia de reação decorre dos calores de formação

Comece com uma equação balanceada escrita com coeficientes estequiométricos ν para cada espécie de produto e de reagente. A entalpia padrão de formação ΔH°_f de uma substância é a variação de entalpia quando um mol dessa substância se forma a partir de seus elementos em seus estados padrão.

Por definição, os elementos puros em seus estados padrão têm ΔH°_f igual a zero, e é por isso que o oxigênio gasoso, o carbono grafite e os metais sólidos muitas vezes não contribuem em nada no lado dos reagentes, mesmo quando aparecem com coeficientes grandes. A lei de Hess e a propriedade de função de estado da entalpia implicam que a entalpia padrão de reação é igual à soma sobre os produtos de ν_p vezes ΔH°_f,p, menos a soma sobre os reagentes de ν_r vezes ΔH°_f,r.

Você nunca precisa das energias de ligação individuais se dispuser de uma tabela de formação completa. Calcule primeiro os produtos: multiplique cada coeficiente de produto pela sua entalpia de formação e some esses termos. Depois faça o mesmo para os reagentes.

Subtraia o total dos reagentes do total dos produtos para obter ΔH°_rxn. Um resultado negativo significa que a reação é exotérmica em condições padrão; um resultado positivo é endotérmico; um zero numérico (dentro da tolerância de ponto flutuante) é termoneutro. As unidades devem ser consistentes em todos os valores de formação, normalmente quilojoules por mol, embora joules por mol sirvam se todas as entradas usarem a mesma família.

Os coeficientes são números de mols adimensionais da equação balanceada e não devem carregar unidades de energia. A calculadora realiza apenas aritmética e validação: não consulta tabelas, não balanceia a equação para você nem converte entre quilojoules e joules.

O que você envia e o que recebe de volta

Cada lado deve ter comprimentos correspondentes: cada coeficiente precisa de um valor de formação pareado. Os quatro campos são obrigatórios. O campo thermal classifica o sinal como exotérmico, endotérmico ou termoneutro.

Os campos formula e method documentam a convenção de formação de Hess para que clientes e widgets possam exibir a mesma string de equação. As verificações clássicas dos livros didáticos incluem a combustão do metano com valores de formação de produtos para o dióxido de carbono e a água contra o metano e o oxigênio elementar, a síntese da água a partir de hidrogênio e oxigênio e a formação da amônia a partir de nitrogênio e hidrogênio.

Onde as calculadoras de entalpia baseadas em formação aparecem no trabalho real

Os cursos de química geral do ensino médio e da faculdade passam constantemente exercícios da lei de Hess que reconstroem ΔH°_rxn a partir de calores de formação tabulados, e um único oráculo confiável que devolve as duas somas intermediárias e a diferença final acelera a correção e a preparação de demonstrações.

Cálculos preliminares de engenharia de processos estimam cargas térmicas de queimadores, reformadores e lavadores a partir de tabelas de formação muito antes de se abrir um simulador de processos completo, e os engenheiros precisam de uma aritmética transparente de ν vezes ΔH_f em vez de um pacote termo de caixa-preta que só imprime um número.

Os módulos de química verde e economia atômica costumam combinar métricas de massa com métricas de entalpia ao comparar rotas sintéticas alternativas, de modo que verificações rápidas de entalpia de reação a partir de dados de formação ficam ao lado dos cálculos de rendimento e resíduos. Manuais de laboratório que publicam tabelas de formação padrão para gases e sólidos comuns se beneficiam de uma calculadora que rejeita listas de produtos ou reagentes vazias em vez de devolver zero em silêncio e confundir alunos que esqueceram de colar uma coluna.

Se mais tarde você precisar da energia livre de Gibbs a partir de entalpia, entropia e temperatura, de estimativas de energias de ligação ou de variações de entalpia integradas pela capacidade calorífica entre temperaturas, trate-os como intenções de busca e páginas de destino separadas, em vez de sobrecarregar esta página da calculadora de calores de formação.