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É o estudo do calor envolvido nas reações químicas Ex: combustão, queima de uma vela, fervura dos alimentos, respiração celular, etc.

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2 É o estudo do calor envolvido nas reações químicas Ex: combustão, queima de uma vela, fervura dos alimentos, respiração celular, etc.

3 Os princípios fundamentais do calor e do trabalho se aplicam no estudo de uma reação química e nas mudanças do estado físico de uma substância.

4 CALOR é a energia em trânsito de um corpo a uma temperatura mais alta para um corpo a uma temperatura mais baixa. Ou seja, há variações de temperatura. Quando você sente uma sensação quente, é porque recebeu energia. Quando a sensação é de frio, significa que você perdeu energia.

5 O PROCESSO DE MEDIDA DOS CALORES DE REAÇÃO É DENOMINADO CALORIMETRIA. O APARELHO QUE MEDE A ENTALPIA DA REAÇÃO É DENOMINADO CALORÍMETRO.

6 Calorímetro: para reações em meio aquoso. Bomba calorimétrica: para reações de combustão.

7 Entalpia (H) É o total de energia liberada ou absorvida em uma transformação de um dado sistema, a pressão constante. Transformação exotérmica: libera calor para o meio ambiente. A + B C + D + calor Hi Hf H Sendo que: Hf < Hi H = Hf - Hi H < 0

8 Transformação endotérmica: absorve (retira) calor do meio ambiente. A + B + calor C + D Hi H Hf Sendo que: Hf > Hi H = Hf - Hi H > 0

9 A forma alotrópica mais estável de uma substância é aquela que apresenta menor energia e a esta é atribuído valor de entalpia igual a zero (H = 0). É costumeiro se indicar entalpia em condição padrão por ΔH 0. Assim, para as formas alotrópicas do elemento químico carbono, oxigênio e enxofre,temos...

10 Carbono C (grafita) C (diamante) Oxigênio O 2(g) e O 3(g)

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12 2. Estado alotrópico dos reagentes e produtos (lembre-se: Alotropia ocorre quando um mesmo elemento químico forma diferentes substâncias simples). Principais variedades alotrópicas : Gás oxigênio (O 2 ) = mais estável, menor entalpia. Gás ozônio (O 3 ) = mais reativo, maior entalpia. Carbono grafite (C 6 ) = mais estável, menor entalpia. Carbono diamante (C 6 ) = mais reativo, maior entalpia. Fósforo vermelho (P n ) = mais estável, menor entalpia. Fósforo branco (P 4 ) = mais reativo, maior entalpia. Enxofre rômbico (S 8 ) = mais estável, menor entalpia. Enxofre monoclínico (S 8 ) = mais reativo, maior entalpia.

13 Quando envolve liberação de calor, denomina-se REAÇÃO EXOTÉRMICA. (aquecem o ambiente). ex: processos de combustão, respiração animal Quando envolve absorção de calor, denomina-se REAÇÃO ENDOTÉRMICA. (esfriam o ambiente). ex: fotossíntese

14 FATORES QUE INFLUEM NO VALOR DA ENTALPIA 1.O ESTADO FÍSICO

15 2. Temperatura: as determinações de H devem ser feitas a temperatura constante, pois ela influi no seu valor. Geralmente as transformações são feitas em condições- padrão, a 25ºC. 3. Quantidades de reagentes e produtos: o valor do H é determinado pelas quantidades dos reagentes. FATORES QUE INFLUEM NO VALOR DA ENTALPIA

16 H = H (PRODUTOS) – H (REAGENTES) Se H R > H P H < 0 EXO Se H R 0 ENDO H P = ENTALPIA PRODUTO H R = ENTALPIA REAGENTE H = VARIAÇÃO DE ENTALPIA

17 Equação termoquímica: nela devem constar o valor da entalpia e todos os fatores que nela influem no seu valor: Estado físico Pressão Temperatura Variedade alotrópica Ex: C (grafite) + O 2 (g) CO 2 (g) H = - 392,9 kJ/mol (a 25ºC e 1 atm)

18 Entalpia padrão : é aquela medida no estado padrão. Estado padrão: Temperatura de 25ºC Pressão de 1 atm Forma alotrópica ou cristalina e estado físico mais estável e comum da substância. Substância simples, no estado padrão, tem entalpia igual a zero.

19 A + B C + D + CALOR C (grafite ) + O 2(g) CO 2(g) H = – 94,0 kcal/mol C (grafite ) + O 2(g) CO 2(g) + 94,0 Kcal/mol

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21 A + B + CALOR C + D CH 4(g) C (grafite) + 2H 2(g) H = + 17,9kcal/mol CH 4(g) + 17,9kcal/mol C (grafite) + 2H 2(g)

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23 CH 4(g) C (grafite) + 2H 2(g) H = + 17,9 kcal/mol Fe 3 O 4(s) 3 Fe (s) + 2 O 2(g) H = + 267,0 kcal C (grafite ) + O 2(g) CO 2(g) H = – 94,0 kcal/mol 2 H 2(g) + O 2(g) 2 H 2 O (l) H = – 136,8 kcal/mol

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25 É o calor liberado ou absorvido na formação de 1 mol de uma substância no estado- padrão, a partir de substância simples. Ex: Formação da Amônia N 2(g) + 3/2 H 2(g) NH 3(g) ΔH° f = -286KJ

26 Pode ser considerada como a entalpia inversa a de formação de uma substância. H 2 O 2(l) H 2 O (l) + ½ O 2 (g) H = -90 KJ/mol

27 É o calor liberado na queima de 1 mol de uma substância no estado-padrão. Ex: Queima do enxofre S (s) + O 2(g) SO 2(g) ΔH° C = -78 KJ/mol

28 É a variação de entalpia que acontece durante a dissolução de um mol de uma dada substância numa determinada quantidade de solvente, originando uma concentração específica, geralmente diluição infinita.

29 É a variação de entalpia que ocorre durante a neutralização de um mol de íons H + com um mol de íons OH -, ambos em soluções diluídas. (ocorre entre um ácido e uma base).

30 Energia necessária para o rompimento de um mol de ligações entre um dado par de átomos, no estado gasoso.

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32 Observe o gráfico e responda qual a variação de entalpia (H)? H = H p - H r H = 10 – 22 H = - 12

33 Observe o gráfico e responda qual a energia de ativação? 18

34 Qual é a energia do complexo ativado? 40

35 Exotérmico

36 Observe o diagrama de energia e julgue as afirmativas: I- O processo é exotérmico; II- A reação tem variação de entalpia igual a –30 kcal III- A energia de ativação vale +130 kcal IV- O valor do complexo ativado é +90 kcal

37 Para uma reação exotérmica, indique quais são as informações corretas: a. a entalpia decresce. b. H tem sinal negativo. c. a entalpia dos produtos é maior que a entalpia dos reagentes. d. o calor é absorvido pelo meio ambiente. a, b, c

38 Com base nos dados: Ligação Energia de ligação (kJ/mol) H – H 436 Cl – Cl 243 H – Cl 432 Pede-se estimar que o H da reação representada por : H 2 (g) + Cl 2 (g) 2 HCl (g) dado em kJ por mol de HCl (g) é igual a: a) – 92,5 b) –185 c) -247 d) +185 e) +92, *432 H = *(-432) H = -185 kJ 2 mol 1 mol -92,5 kJ

39 Considere as seguintes entalpias de formação em kj/mol: Al 2 O 3(s) = – 1670; MgO (s) = – 604. Com essas informações, pode-se calcular a variação da entalpia da reação representada por: 3 MgO (s) + 2 Al (s) 3 Mg (s) + Al 2 O 3 (s) Seu valor é igual a: a)a) – 1066 kj. b)b) – 142 kj. c)c) kj. d)d) kj. e)e) kj. ΔH = H final – H inicial ΔH = [1 x (– 1670)] – [(3 x (– 604)] ΔH = (– 1670) – (– 1812) ΔH = – ΔH = kJ

40 Sendo o H de formação do óxido de ferro (II) igual a – 64,04 kcal/mol e o H de formação do óxido de ferro (III) igual a – 196,5 kcal/mol, o H da reação abaixo será: 2 FeO + 1/2 O 2 Fe 2 O 3 ΔH = H final – H inicial ΔH = [ 1 x (– 196,5) ] – [2 x (– 64,04)] a) – 68,4 kcal/mol. b) + 68,4 kcal/mol. c) – 132,5 kcal/mol. d) + 132,5 kcal/mol. e) – 260,5 kcal/mol ΔH = (– 196,5) – (– 128,04) ΔH = – 196, ,04 ΔH = – 68,42 kcal

41 0O gás hidrogênio pode ser obtido pela reação abaixo equacionada: A entalpia da reação a 25°C e 1 atm, é igual a: Entalpias de formação em kj/mol, CH 4 = – 75; H 2 O = – 287; CO = – 108. CH 4 (g) + H 2 O (V) CO (g) + 3 H 2 (g) a) kj. b) – 127 kj. c) – 479 kj. d) kj. e) – 254 kj. ΔH = H final – H inicial ΔH = [1 x (– 108)] – [1 x (– x (– 287)] ΔH = (– 108) – [– 75 – 287] ΔH = (– 108) – (– 362) ΔH = – ΔH = 254 kj


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