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Termoquímica 3 Lei de Hess Lei de Hess Colégio Inedi - 25 anos Prof. Luiz Antônio.

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1 Termoquímica 3 Lei de Hess Lei de Hess Colégio Inedi - 25 anos Prof. Luiz Antônio

2 Termoquímica É a parte da Química que estuda as variações de energia que acompanham as reações químicas. Relembrando...

3 Termoquímica No sistema, i.e., reação de madeira + oxigênio está havendo liberação de energia para o meio ambiente.

4 Pode ser conceituada como o conteúdo energético do sistema. Entalpia de um sistema (H) H= Hp – Hr. Sendo que Hp é a entalpia dos produtos e Hr é a entalpia dos reagentes. Variação de entalpia ( H)

5 É aquela que libera calor para o meio. Hp < Hr H < 0 Reação exotérmica

6 C (s) + O 2 (g) CO 2 (g) H = - 94,0 Kcal/mol. ou C (s) + O 2 (g) CO 2 (g) + 94,0 Kcal/mol ou C (s) + O 2 (g) - 94,0 Kcal CO 2 (g) Reação exotérmica

7 E 1 = energia dos reagentes (r) E 2 = energia do complexo ativado (CA) E 3 = energia dos produtos (p) b=energia de ativação da reação direta c=variação de entalpia ( H= Hp – Hr) Reação Exotérmica

8 É aquela que absorve calor do meio. Hp > Hr H > 0 Reação endotérmica

9 N 2(l) + O 2(g) 2NO (g) H = + 42 Kcal/mol. ou N 2(l) + O 2(g) + 42 Kcal 2 NO (g) ou N 2(l) + O2(g) 2 NO (g) - 42 Kcal Reação endotérmica

10 E 1 = energia dos reagentes (r) E 2 = energia do complexo ativado (CA) E 3 = energia dos produtos (p) b=energia de ativação da reação direta c=variação de entalpia ( H= Hp – Hr) Reação endotérmica

11 É a quantidade de calor libertada ou absorvida na formação de um mol dessa substância à partir de substâncias simples (no estado padrão). Calor ou entalpia de formação

12 Substâncias no estado padrão Grafite e diamante são substâncias simples, mas a forma alotrópica grafite é a mais estável. Por isso, o grafite é substância no estado padrão. Exemplificando...

13 Substâncias no estado padrão Convencionou-se atribuir H o =0(zero) ao grafite e outras substâncias no estado padrão. Exemplificando...

14 H 2(g) + ½ O 2(g) H 2 O (g) H= - 68,3 Kcal ½ H 2(g) + I 2(g) * HI (g) H= - 6,2 Kcal Substâncias no estado padrão (numa RQ) * I 2(g), apesar de ser substância simples não é substância no estado padrão, pois não se encontra no estado mais comum (sólido). Substâncias no estado padrão.

15 A entalpia de uma substância simples, a 1 atm e 25ºC,no estado padrão e forma alotrópica mais estável, é considerada igual a zero H 2(g) H=0 O 2(g) H=0 O 3(g) H0 C (grafite) H=0 C (diamante) H0 Entalpia Padrão ( H o )

16 É a entalpia de formação dessa substância a 1 atm e 25ºC, partindo-se de substância simples no estado e forma alotrópica mais comuns. Entalpia de uma substância composta

17 É a variação de entalpia que ocorre na combustão de 1 mol de uma substância a 25ºC e 1 atm de pressão. Calor ou entalpia de combustão

18 Exemplificando... C (s) + O 2(g) CO 2(g) H= -94 Kcal/mol CH 4(g) + 2O 2(g) CO 2(g) + 2H 2 O (g) H= -213 Kcal/ mol Calor ou entalpia de combustão

19 "A variação de entalpia envolvida numa reação química, sob determinadas condições experimentais, depende exclusivamente da entalpia inicial dos reagentes e da entalpia final dos produtos, seja a reação executada em uma única etapa ou em várias etapas sucessivas". Lei de Hess

20

21 Essa lei é muito útil para determinar indiretamente calor de reação, impossível de ser medido experimentalmente. O calor total liberado ou absorvido nas reações sucessivas: A B e B C É igual ao calor liberado ou absorvido na reação: A C. O calor liberado ou absorvido na reação A C não depende do número de estados intermediários. Lei de Hess

22 Podemos trabalhar com equações químicas como se fossem equações matemáticas, isto é, permite calcular o H de uma determinada reação x (incógnita) pela soma de reações de H conhecidos, cujo resultado seja a reação de x. Lembremo-nos que, ao multiplicar ou dividir os coeficientes de uma reação termoquímica por um número qualquer, devemos multiplicar ou dividir o valor de H dessa reação pelo mesmo número. Conseqüências da Lei de Hess

23 Podemos obter NH 4 Cl (aq) por 2 caminhos diferentes. 1º caminho... NH 3(g ) + HCl (g) NH 4 Cl (s) H = - 41,9 Kcal NH 4 Cl (s) + H 2 O (l) NH 4 Cl (aq) H = -3,9 Kcal + NH 3(g) + HCl (g) + H 2 O (l) NH 4 Cl (aq) H= -38 Kcal Conseqüências da Lei de Hess

24 2º caminho... NH 3(g ) + H 2 O (l) NH 3 (aq) H = -8,5 Kcal HCl (g) + H 2 O (l) HCl (aq) H = -17,3 Kcal + NH 3(aq ) + HCl (aq) NH 4 Cl (aq) H= -12,2 Kcal NH 3(g ) + HCl (g) + 2H 2 O (l) NH 4 Cl (aq) H= - 38 Kcal Conseqüências da Lei de Hess

25 É a energia necessária para romper um mol de ligações quando se obtêm os átomos isolados no estado gasoso. A principal aplicação prática é permitir o cálculo da variação de entalpia de reações, conhecendo-se as energias de ligações. Energia de ligação

26 Veja esse exemplo, reagindo gás hidrogênio (H 2 ) e gás cloro (Cl 2 ), formando cloridreto (HI).

27 78,5 C Cl 99,5 C H (metano) 98,8 C H 83,1 C C 103,2 H Cl 104,2 H H 58,0 Cl Cl E de ligação (Kcal/mol) Ligação

28 ... REAGENTES A quebra de uma ligação é um processo endotérmico. ( H > 0): SINAL (+)... PRODUTOS A formação de uma ligação é um processo exotérmico. ( H < 0): SINAL (-) Energia de ligação

29 H 2(g) + Cl 2(g) 2 HCl (g) H - H + Cl - Cl 2 H-Cl +104,0kcal/mol +58,0kcal/mol 2 x(-103,0kcal/mol) H = - 44,0 Kcal/mol Energia de ligação

30 THAT'S ALL FOLKS! (por enquanto)


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