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Entalpia de Ligação

Estimativa da entalpia de reação a partir de energias de ligação.

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Core idea

Overview

A entalpia de ligação mede a energia necessária para quebrar um mol de uma ligação química específica na fase gasosa. A mudança de entalpia geral de uma reação é determinada pelo equilíbrio entre a energia absorvida para quebrar as ligações dos reagentes e a energia liberada quando as ligações dos produtos se formam.

When to use: Esta fórmula é usada para estimar a entalpia de reação para reações em fase gasosa quando as entalpias padrão de formação não estão disponíveis. Assume-se que a energia de um tipo específico de ligação é relativamente constante em diferentes ambientes moleculares.

Why it matters: Prever se uma reação é exotérmica ou endotérmica é vital para a segurança e eficiência industrial. Permite aos engenheiros projetar sistemas de resfriamento para reações de alta energia e ajuda os químicos a entender a estabilidade de diferentes estruturas moleculares.

Symbols

Variables

H = Enthalpy Change, = Energy to Break, = Energy Released

Enthalpy Change
kJ/mol
Energy to Break
kJ/mol
Energy Released
kJ/mol

Walkthrough

Derivation

Compreendendo a Variação de Entalpia a partir de Entalpias de Ligação Médias

Estima a entalpia da reação comparando a energia necessária para quebrar ligações com a energia liberada ao formar ligações.

  • Todas as espécies são tratadas na fase gasosa.
  • As entalpias de ligação médias são valores médios e fornecem uma estimativa, não um resultado exato.
1

Usar o Método da Entalpia de Ligação:

Quebrar ligações absorve energia; formar ligações libera energia, então a diferença estima H.

Result

Source: Edexcel A-Level Chemistry — Energetics

Free formulas

Rearrangements

Solve for

Isolar Sigma Ebreak

Reorganize a equação da entalpia da ligação para obter a energia total necessária para quebrar as ligações () do sujeito.

Difficulty: 2/5

Solve for

Isolar

Reorganize a fórmula da entalpia de ligação para isolar a energia total liberada quando novas ligações são formadas.

Difficulty: 2/5

The static page shows the finished rearrangements. The app keeps the full worked algebra walkthrough.

Visual intuition

Graph

O gráfico exibe uma relação linear com uma inclinação de um, onde a variação de entalpia aumenta diretamente conforme a energia para quebrar as ligações aumenta. Para um estudante de química, isso significa que reações que requerem maior energia para quebrar as ligações dos reagentes resultarão em uma variação de entalpia mais positiva, enquanto requisitos de energia mais baixos levam a valores mais negativos. A característica mais importante desta curva é que a inclinação constante de um garante que qualquer aumento na energia para quebrar ligações resulte em um aumento numérico idêntico na variação de entalpia.

Graph type: linear

Why it behaves this way

Intuition

A reação pode ser visualizada como um balanço de energia: um investimento inicial de energia para quebrar ligações existentes, seguido por um retorno de energia à medida que novas ligações são formadas, com a diferença líquida determinando a energia geral

Term
Mudança líquida na entalpia para a reação química.
Indica se uma reação absorve ( H positivo, endotérmica) ou libera ( H negativo, exotérmica) energia para seus arredores.
Term
Energia total absorvida para quebrar todas as ligações químicas nas moléculas reagentes.
Quebrar ligações sempre requer entrada de energia, tornando este termo uma contribuição positiva para a energia do sistema.
Term
Energia total liberada quando todas as ligações químicas nas moléculas de produto são formadas.
Formar ligações sempre libera energia, tornando este termo uma saída de energia do sistema.

Signs and relationships

  • - Σ E_{make}: O sinal negativo leva em conta a energia liberada quando as ligações são formadas. De acordo com a convenção, a energia liberada pelo sistema contribui negativamente para a mudança geral de entalpia ( H).

Free study cues

Insight

Canonical usage

Todos os termos da equação devem ser expressos em unidades idênticas de energia por quantidade, normalmente quilojoules por mol (kJ/mol), para garantir consistência dimensional.

Dimension note

Esta equação não é adimensional; ela depende da propriedade aditiva de grandezas molares de energia.

Ballpark figures

  • Quantity:

One free problem

Practice Problem

Calcule a mudança de entalpia para uma reação onde a energia total necessária para quebrar as ligações dos reagentes é 678 kJ/mol e a energia total liberada durante a formação das ligações dos produtos é 862 kJ/mol.

Hint: Subtraia a energia das ligações formadas da energia das ligações quebradas.

The full worked solution stays in the interactive walkthrough.

Where it shows up

Real-World Context

Ao estimar enthalpy of a combustion reaction, Bond Enthalpy é utilizado para calcular Enthalpy Change from Energy to Break and Energy Released. O resultado importa porque ajuda connect measured amounts to reaction yield, concentration, energy change, rate, or equilibrium.

Study smarter

Tips

  • Sempre desenhe a estrutura de Lewis para todos os reagentes e produtos para garantir que nenhuma ligação seja perdida.
  • Certifique-se de que todas as espécies estão no estado gasoso, pois as mudanças de fase requerem energia adicional não contabilizada aqui.
  • Lembre-se de que quebrar ligações é endotérmico (valor positivo), enquanto formar ligações é exotérmico (valor negativo).
  • Multiplique a energia de ligação pelo coeficiente estequiométrico da equação química balanceada.

Avoid these traps

Common Mistakes

  • Subtrair na ordem errada.
  • Esquecer que as ligações são médias.

Common questions

Frequently Asked Questions

Estima a entalpia da reação comparando a energia necessária para quebrar ligações com a energia liberada ao formar ligações.

Esta fórmula é usada para estimar a entalpia de reação para reações em fase gasosa quando as entalpias padrão de formação não estão disponíveis. Assume-se que a energia de um tipo específico de ligação é relativamente constante em diferentes ambientes moleculares.

Prever se uma reação é exotérmica ou endotérmica é vital para a segurança e eficiência industrial. Permite aos engenheiros projetar sistemas de resfriamento para reações de alta energia e ajuda os químicos a entender a estabilidade de diferentes estruturas moleculares.

Subtrair na ordem errada. Esquecer que as ligações são médias.

Ao estimar enthalpy of a combustion reaction, Bond Enthalpy é utilizado para calcular Enthalpy Change from Energy to Break and Energy Released. O resultado importa porque ajuda connect measured amounts to reaction yield, concentration, energy change, rate, or equilibrium.

Sempre desenhe a estrutura de Lewis para todos os reagentes e produtos para garantir que nenhuma ligação seja perdida. Certifique-se de que todas as espécies estão no estado gasoso, pois as mudanças de fase requerem energia adicional não contabilizada aqui. Lembre-se de que quebrar ligações é endotérmico (valor positivo), enquanto formar ligações é exotérmico (valor negativo). Multiplique a energia de ligação pelo coeficiente estequiométrico da equação química balanceada.

References

Sources

  1. Atkins' Physical Chemistry (11th ed.)
  2. IUPAC Gold Book: Bond energy
  3. IUPAC Gold Book: Enthalpy of reaction
  4. Wikipedia: Bond-dissociation energy
  5. IUPAC Gold Book
  6. Atkins' Physical Chemistry
  7. NIST Chemistry WebBook
  8. NIST CODATA