Contextualização
A entalpia é uma grandeza física que nos permite entender o calor envolvido em um processo em pressão constante. Ela é muito utilizada em reações químicas, principalmente naquelas que liberam ou absorvem energia, os chamados processos exotérmicos e endotérmicos. Em essência, a entalpia ajuda a explicar por que certas reações ocorrem e outras não, mesmo que, aparentemente, os reagentes estejam disponíveis.
A entalpia de formação é um conceito extremamente relevante em química, pois permite calcular a entalpia de qualquer reação química a partir das entalpias de formação dos reagentes e produtos. Por exemplo, na combustão, um tipo de reação química, a entalpia ajuda a entender a quantidade de energia que é liberada na forma de calor. Isso tem implicações diretas no nosso dia a dia, desde o simples ato de acender um fósforo até as reações que ocorrem no motor de um carro.
Para entender melhor esses conceitos, nada melhor do que colocar a mão na massa. Vocês, alunos, terão a oportunidade de calcular a entalpia de reações químicas, entender como isso funciona na prática e, de quebra, desenvolver habilidades importantes, como gerenciamento de tempo, comunicação e resolução de problemas.
Introdução Teórica
A entalpia (H) é uma função de estado, ou seja, seu valor depende unicamente do estado inicial e final do sistema, independente do caminho percorrido. Ela é definida como a soma da energia interna de um sistema (U) com o produto da pressão (P) pelo seu volume (V): H = U + PV.
A entalpia de formação (ΔHf) é a variação de energia que ocorre quando 1 mol de um composto é formado a partir de substâncias simples, no estado normal (25ºC e 1 atm). Para os elementos no estado padrão, a entalpia de formação é considerada zero.
A entalpia de reação (ΔHr), por sua vez, é a soma das entalpias de formação dos produtos menos a soma das entalpias de formação dos reagentes. Em outras palavras, ela nos informa a quantidade de energia absorvida ou liberada em uma reação química.
Atividade Prática
Título da atividade: Calculando a entalpia: do laboratório para o mundo
Objetivo do Projeto
O projeto tem como objetivo principal calcular a entalpia de reações químicas e entender os conceitos teóricos que estão por trás do cálculo da entalpia. O exercício permitirá que os estudantes experimentem na prática o cálculo da entalpia e se engajem na discussão completa sobre suas implicações em outras disciplinas e no mundo real.
Descrição Detalhada do Projeto
Cada grupo será responsável por selecionar duas reações químicas exotérmicas e duas endotérmicas, na qual eles vão calcular a entalpia. Além do cálculo da entalpia, cada grupo deverá contextualizar as reações escolhidas, identificando onde essas reações são aplicadas no mundo real e qual é a relevância da entalpia nessas situações.
O projeto será composto por:
- Seleção e descrição de duas reações químicas exotérmicas e duas endotérmicas.
- Realização dos cálculos de entalpia das reações escolhidas.
- Contextualização das reações, explicando sua aplicação no mundo real.
- Elaboração do relatório final, onde deve-se apresentar todos os resultados alcançados e as reflexões realizadas no decorrer do projeto.
Materiais Necessários
- Tabela de entalpias de formação
- Calculadora
- Livros e/ou internet para pesquisa
Passo a Passo Detalhado
- Forme grupos de três a cinco alunos.
- Cada grupo deve selecionar duas reações químicas exotérmicas e duas endotérmicas.
- Realizar a pesquisa sobre entalpia de formação dos reagentes e produtos da reação.
- Calcular a entalpia das reações escolhidas, utilizando a fórmula da entalpia de reação.
- Pesquisar e contextualizar os fenômenos e eventos onde essas reações são aplicadas no mundo real.
- Elaborar um relatório de projeto conforme as orientações detalhadas abaixo.
Entregas do Projeto e Redação do Documento
Como principal entrega do projeto, os grupos deverão elaborar um relatório final que será dividido em quatro partes: Introdução, Desenvolvimento, Conclusões e Bibliografia.
Na introdução, o grupo deve contextualizar o tema e os objetivos do projeto. Aqui, a base teórica será relembrada e o projeto será apresentado, justificando a relevância do cálculo da entalpia no contexto das reações químicas estudadas.
No Desenvolvimento, devem ser apresentadas as reações selecionadas, bem como os cálculos da entalpia realizados. Além disso, nessa seção deve-se explorar a contextualização das reações no mundo real, explicando quando e onde são observadas, e qual a importância do cálculo da entalpia para elas. A metodologia utilizada e os resultados obtidos também devem constar nesta parte.
As Conclusões devem abordar os pontos principais do trabalho, os aprendizados obtidos, e as conclusões feitas sobre o projeto, como a aplicação prática da entalpia e sua relevância no mundo científico e real.
Por fim, a Bibliografia deve contar as fontes de pesquisa utilizadas.
Com o projeto, espera-se que os alunos adquiram habilidades técnicas, especialmente a capacidade de calcular a entalpia de reações químicas e entender sua aplicação prática. Além disso, habilidades socioemocionais como gerenciamento de tempo, comunicação, resolução de problemas e pensamento crítico também serão desenvolvidas.
Lembre-se: a comunicação clara e concisa é essencial para um bom relatório. Seja objetivo, tome cuidado com a ortografia e a gramática e mantenha os argumentos lógicos e bem organizados.
