Para realizarmos o cálculo de variação de calor, podemos utiliza de três métodos conforme o que está sendo apresentado no problema, ou seja, vai depender dos dados disponíveis.
O primeiro método está relacionado ao calor de ΔH utilizando calores de formação dos compostos, ou seja, o calor envolvido na obtenção de 1 mol de um composto a partir dos elementos nas suas formas mais estáveis a 25ºc e 1 atm., os valores de calor de formação (ΔHºf) possuem valores tabelados. A formula para o cálculo de ΔH a partir do calor de formação será a seguinte:
ΔH= ∑ΔHºf dos produtos-∑ΔHºf dos reagentes
Antes de explicar essa fórmula devemos antes entender o conceito de produtos e reagentes, acompanhe a equação a seguir:
A + B → C
Os componentes A e B da equação acima representam os reagentes, eles desencadearão uma reação na qual o produto C será formado, no primeiro método de cálculo de ΔH, deve-se realizar um somatório (∑) dos ΔHºf produtos obtidos na reação e subtrair do somatório dos ΔHºf dos reagentes usados no processo, lembrando sempre que ΔHºf com valores negativos (ΔH<0) representam reações exotéricas e valores de ΔHºf positivos representam reações endotérmicas, essa regra vale para todos os métodos de cálculo de ΔH.
O segundo método de cálculo de ΔH será o cálculo de ΔH utilizando a energia de ligação química. Nesse método há 3 observações a serem seguidas antes de se realizar o cálculo, a primeira está relacionada a formação de ligações químicas (que é um processo exotérmico), a segunda está relacionada a quebra de ligações químicas (que é um processo endotérmico) e a terceira está relacionado a reação química em si (o rearranjo dos átomos). Os valores das energias de ligações têm valores tabelados, a reação a seguir mostra como ocorre os processos de quebra e formação de acordo com o segundo método de cálculo de ΔH:
Reagentes → Produtos
Os reagentes nesse método são responsáveis pela quebra de ligações já os produtos estão relacionados a formação das ligações, a formula para o cálculo de ΔH utilizando a energia de ligações químicas será:
ΔH processo= ∑ ΔH’s de ligações quebradas e formadas
O terceiro método de cálculo de ΔH é utilizando a Lei de Hess, também conhecido como método indireto para o cálculo de ΔH, muitas reações não podem ter seu valor de ΔH calculado diretamente então, Hess observou que as equações termoquímicas poderiam ser combinadas como equações matemáticas. Hess afirmava que uma mesma reação ocorrendo em um ou em várias etapas sempre teria o mesmo valor de ΔH, nesse contexto o ΔH seria a entendido como função de estado, dependendo somente dos estados inicial e final dos processos e não do caminho, como no exemplo abaixo:
1 etapa:
C + O2 →CO2 ΔH= -394 KJ
2 etapa:
C + ½O2 →CO ΔH= -110KJ
CO + ½ O2→CO2 ΔH= -284KJ
C + O2 → CO2 ΔH= -394KJ
Neste exemplo na primeira etapa vemos a reação que forma o CO2 em uma única etapa produzindo um determinado valor de ΔH, já na segunda etapa vemos duas reações que foram somadas, produzindo no final a mesma reação da primeira etapa com o mesmo valor de ΔH obtido na primeira, os elementos idênticos (CO) que foram encontrados em ambas reações e que estavam em posições opostas (reagente e produtos) foram cortados, já os que estavam do mesmo lado foram somados (½ O2). Os valores de ΔH são somados no final, de modo que seu valor coincida com o valor de ΔH da equação inicial. A equação usada para o cálculo de ΔH, nesse processo é a seguinte:
ΔH processo= ΔH1 + ΔH 2+ ΔH3 …
