Policlorobifenila, conhecido como PCB, é uma classe de compostos sintéticos aromáticos que foi extensivamente utilizada em fluidos refrigerantes para transformadores, capacitores e motores elétricos, devido à excelente propriedade dielétrica e estabilidade química. O descarte inapropriado de PCB no meio ambiente causa diversos problemas, em função da alta toxicidade e longevidade no ambiente. Os PCBs são agentes carcinogênicos para humanos e animais. A remediação de solos contaminados com PCB é bastante difícil, devido à alta estabilidade desses compostos. A incineração desses solos em temperaturas inferiores a 700 °C produz compostos voláteis perigosos, como as dioxinas. Dioxinas são ainda mais tóxicas e são agentes carcinogênicos e teratogênicos. A equação a seguir corresponde à reação de oxidação de 1,1'-bifenila, 2,2',3,3'-tetracloro (ΔfH0= 73,2 kJ mol-1) em 2,3,7,8-tetraclorodibenzop-dioxina (ΔfH0= -114,4 kJ mol^-1). A entalpia de formação da água nas condições de reação é (ΔfH0= -241,8 kJ mol^-1). a) Calcule a entalpia da reação ilustrada. Mostre como chegou ao valor. b) Essa reação é endotérmica? Explique como se chega a tal conclusão.
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Soluções para a tarefa
a) ΔH = -429,4 kJ/mol
b) Reação exotérmica, ΔH < 0.
A variação de entalpia de uma reação pode ser calculada a partir dos valores de entalpia de formação. Para isso, podemos determinar a entalpia de formação usando a seguinte fórmula:
ΔH = HProdutos – HReagentes
Sabendo que por convenção, a entalpia das substâncias simples é igual a zero.
Reagentes:
1,1’-bifenila, 2,2’,3,3’-tetracloro ∆fHº = 73,2 kJ/mol
Produtos:
2,3,7,8-tetraclorodibenzo-p-dioxina ∆fHº = -114,4 kJ/mol
H2O ∆fHº = -241,8 kJ/mol
Substituindo os valores nessa fórmula, temos:
ΔH = HProdutos – HReagentes
ΔH = (-114,4 + -241,8) - (73,2)
ΔH = -356,2 - 73,2
ΔH = -429,4 kJ/mol
Se a reação endotérmica absorve energia, isso quer dizer que a entalpia do reagente (final) é menor do que do produto (inicial). Logo, a variação da entalpia é positiva (ΔH > 0).
Se a reação exotérmica libera energia, isso quer dizer que a entalpia (energia) do reagente é maior do que a do produto. Logo, a variação da entalpia é negativa (ΔH < 0).