Calculadora de Entalpia

Toda ligação química armazena energia. Quebrar uma ligação sempre requer uma entrada de energia – você tem que superar a atração que mantém os átomos unidos – enquanto formar uma nova ligação sempre libera energia, uma vez que os átomos se estabelecem em uma configuração de energia mais baixa e mais estável. As energias médias de ligação para tipos de ligações comuns (C – H, O = O, C = O, O – H e muitos outros) foram medidas em milhares de moléculas e são amplamente tabuladas. Para estimar o ΔH de uma reação, some as energias de ligação de tudo quebrado no lado do reagente, some as energias de ligação de tudo formado no lado do produto e subtraia: ΔH = Σ(quebrado) − Σ(formado). Como essas são energias de ligação médias, e não as forças de ligação exatas em sua molécula específica, o resultado é uma aproximação - geralmente entre 5 e 10% do valor real.

Em vez de estimar a partir de energias de ligação tabuladas, a calorimetria mede o calor que uma reação realmente libera ou absorve, rastreando a mudança de temperatura de uma massa conhecida de água (ou outra substância) ao redor da reação — a configuração clássica do "calorímetro de xícara de café". O calor ganho ou perdido por essa água é q = mcΔT, onde m é sua massa, c é seu calor específico (4,184 J/g°C para água) e ΔT é sua mudança de temperatura. Como o calor veio da própria reação, a variação de entalpia da própria reação é o negativo de q: um calorímetro de aquecimento significa que a reação liberou calor (ΔH negativo, exotérmico); um calorímetro de resfriamento significa o calor absorvido pela reação (ΔH positivo, endotérmico).

Os dois métodos desta calculadora — energias de ligação e calorimetria — são formas diretas e práticas de estimar ou medir o ΔH de uma única reação a partir de suas próprias ligações ou de seu próprio fluxo de calor medido. Em vez disso, a Calculadora da Lei de Hess separada da Calculover combina os valores ΔH conhecidos e já medidos de outras reações (seja como uma cadeia de etapas ou como entalpias de formação padrão) para encontrar o ΔH de uma reação que é difícil de medir diretamente. Entradas diferentes, casos de uso diferentes — mas todos os três métodos devem concordar estreitamente, já que a entalpia é uma função de estado.

O método da energia de ligação é um elemento básico da química introdutória para estimar rapidamente se uma reação deve ser exotérmica ou endotérmica antes de realizar qualquer experimento - útil para prever a energia de combustão de combustível, explicar por que algumas reações parecem quentes ou frias e construir intuição para a energética da reação. A calorimetria é a contrapartida prática do laboratório: é como estudantes e pesquisadores realmente medem os calores de reação, neutralização, dissolução e combustão na prática.