Entalpia de Combustão

Entalpia de combustão corresponde à energia liberada, na forma de calor, em uma reação de combustão de 1 mol de substância.

Visto que as reações de combustão são sempre exotérmicas – como a queima da madeira ou da gasolina –, o valor da entalpia de combustão será negativo, menor que zero (?H < 0), pois, em razão do calor ser liberado, a energia dos produtos será menor que a dos reagentes.

As reações que são classificadas como de combustão são aquelas em que uma substância, que é denominada combustível, reage com o gás oxigênio (comburente). Existem dois tipos de reações de combustão, a completa e a incompleta. Quando a reação de combustão é completa, isto é, quando libera como produtos somente dióxido de carbono (CO₂ – também comumente conhecido por gás carbônico) e água (H₂O), dizemos que está na condição padrão. Por isso, a entalpia ou, mais corretamente, variação da entalpia, é denominada entalpia-padrão de combustão (?H⁰_combustão) ou calor-padrão de combustão.

Esse tipo de reação se dá com compostos que possuem apenas carbono, hidrogênio e oxigênio como a grafite*, os hidrocarbonetos, os álcoois e os carboidratos. Veja alguns exemplos abaixo:

• Combustão completa do metano, CH_4(g)

CH_4(g) + ½ O₂ → 1 CO_2(g) + 2 H₂O    ?H⁰_combustão = -890,4 kJ/mol

• Combustão completa do butano, C₄H_10(g)

2 C₄H_10(g)+  13O₂ → 8 CO_2(g) + 10 H₂O   ?H⁰_combustão = -2878,6 kJ/mol

• Combustão completa do etanol, C₂H₆O_(l)

1 C₂H₆O_(l)+ 3O₂ → 2 CO_2(g) + 3 H₂O   ?H⁰_combustão = -1368 kJ/mol

No entanto, se a reação for incompleta, ou seja, se liberar monóxido de carbono (CO) e água (H2O) ou carbono elementar (C(s)), não será a variação da entalpia-padrão de combustão, mas apenas o cálculo da variação de entalpia, como nos dois casos a seguir:

• Combustão incompleta do metano, CH_4(g)

CH_4(g) + 3/2 O₂ → 1 CO_(g) + 2 H₂O    ?H = -520 kJ/mol

• Combustão incompleta do butano, C₄H_10(g)

CH_4(g)+  O₂ → C_(s) + 2 H₂O_(?)             ?H = -408,5 kJ/mol

* Nesse caso, nos referimos apenas ao grafite porque a entalpia-padrão de combustão pressupõe a forma alotrópica mais estável. Assim, ao mencionar a combustão do carbono, nos referimos normalmente ao grafite, que é a forma alotrópica mais estável. No entanto, quando se estuda a queima do diamante, sua forma alotrópica deve ser citada.