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 (?H0combustão) 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, CH4(g)

CH4(g) + ½ O2 → 1 CO2(g) + 2 H2O    ?H0combustão = -890,4 kJ/mol

Na combustão do metano a variação de entalpia-padrão de combustão é igual a -890,4 kJ/mol

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  • Combustão completa do butano, C4H10(g)

2 C4H10(g)+  13O2 → 8 CO2(g) + 10 H2O   ?H0combustão = -2878,6 kJ/mol

Na combustão do butano a variação de entalpia-padrão de combustão é igual a -2878,6 kJ/mol

  • Combustão completa do etanol, C2H6O(l)

1 C2H6O(l)+ 3O2 → 2 CO2(g) + 3 H2O   ?H0combustão = -1368 kJ/mol

Na combustão do etanol a variação de entalpia-padrão de combustão é igual a -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, CH4(g)

CH4(g) + 3/2 O2 → 1 CO(g) + 2 H2O    ?H = -520 kJ/mol

  • Combustão incompleta do butano, C4H10(g)

CH4(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.

Na combustão da madeira é liberada uma quantidade de energia que pode ser calculada pela entalpia de combustão
Na combustão da madeira é liberada uma quantidade de energia que pode ser calculada pela entalpia de combustão
Publicado por: Jennifer Rocha Vargas Fogaça
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Lista de Exercícios

Questão 1

(UEL-PR)

I. C(graf) + 2H2(g) → CH4(g) ΔH = -74,5 KJ/mol

II. C(graf) + O2(g) → CO2(g) ΔH = -393,3 KJ/mol

III. H2(g) + 1/2O2(g) → H2O(l) ΔH = -285,8 KJ/mol

IV. C(s) → C(g) ΔH = +715,5 KJ/mol

V. 6C(graf) + 3H2(g) → C6H6(l) ΔH = + 48,9 KJ/mol

Dentre as equações citadas, têm ΔH representando ao mesmo tempo calor de formação e calor de combustão:

a) I e II

b) II e III

c) III e IV

d) III e V

e) IV e V

Questão 2

(GF - RJ) Considere a afirmativa: "A combustão de 1 mol de álcool etílico, produzindo CO2 e H2O, libera 325 Kcal." A equação química que corresponde a essa afirmativa é:

a) C2H6(l) + 15/2O2(g) → 2CO2(g) + 3H2O(l)                       ΔH = -325kcal

b) C2H6O(l) + 3O2(g) → 2CO2(g) + 2H2O(l)                         ΔH = -325kcal

c) C2H6O2(l) + 5/2O2(g) → 2CO2(g) + 3H2O(l)                       ΔH = +325kcal

d) C2H6(l) + 15/2O2(g) → 2CO2(g) + 3H2O(g)                    ΔH = +325kcal

e) C2H4(l) + 5/2O2(g) → 2CO2(g) + 2H2O(g)                       ΔH = -325kcal

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