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TERMOQUÍMICA Profª Cristina Lorenski Ferreira Curso Técnico em Química Físico-Química.

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1 TERMOQUÍMICA Profª Cristina Lorenski Ferreira Curso Técnico em Química Físico-Química

2 A Termoquímica tem como objetivo o estudo das variações de energia que acompanham as reações químicas. A origem da energia envolvida numa reação química decorre, basicamente, de um novo arranjo para as ligações químicas. O conteúdo de energia armazenado, principalmente na forma de ligações é chamado de ENTALPIA (enthalpein, do grego = calor) e simbolizado por H (heat ).

3 CALORIA é a quantidade de energia necessária para aumentar de 1ºC a temperatura de 1 g de água. JOULE é a quantidade de energia necessária para deslocar uma massa de 1kg, inicialmente em repouso, fazendo percurso de 1 metro em 1 segundo. 1 cal = 4,18 J 1 kcal = 1000 cal 1 kJ = 1000 J

4 EFEITOS ENERGETICOS NAS REACÕES QUÍMICAS 6CO 2 + 6H 2 O C 6 H 12 O 6 + 6O 2 LUZ CLOROFILAGLICOSE Na fotossíntese ocorre absorção de calor Na combustão do etanol ocorre liberação de calor ETANOL C 2 H 5 OH + 3O 2 2CO 2 + 3H 2 O

5 Quando envolve liberação de calor, denomina-se REAÇÃO EXOTÉRMICA Exemplo: processos de combustão, respiração e etc. Quando envolve absorção de calor, denomina-se REAÇÃO ENDOTÉRMICA Exemplo: fotossíntese, cozimento dos alimentos. Classificação das reações termoquímicas:

6 H 2 (g) + 1/2O 2 (g) H 2 O(l) LIBERA cal/ mol de H 2 O Essa energia envolvida na reação química está armazenada sob a forma de ligações. A ENERGIA ARMAZENADA É CHAMADA TAMBÉM DE ENTALPIA (H) H 2 (g) + 1/2O 2 (g) H 2 O(l) H Reagentes H Produtos

7 Atenção: H P ENTALPIA PRODUTO H R ENTALPIA REAGENTE H VARIAÇÃO DE ENTALPIA

8 CALOR DE REAÇÃO (H) H = H Produtos – H Reagentes Reação ExotérmicaReação Endotérmica O calor liberado é igual a:O calor absorvido é igual a: H = H Produtos – H Reagentes H Produtos < H Reagentes H < 0 H = H Produtos – H Reagentes H Produtos > H Reagentes H > 0

9 HRHR HPHP A + B C + D + HRHR HPHP > REAÇÃO EXOTÉRMICA CAMINHO DA REAÇÃO H CALOR LIBERADO

10 HPHP HRHR A + B + C + D HpHr > REAÇÃO ENDOTÉRMICA CAMINHO DA REAÇÃO H CALOR ABSORVIDO

11 REAÇÃO EXOTÉRMICA 2 C (s) + 3 H 2(g) C 2 H 6(g) H= – 20,2 kcal 2 C ( s) + 3 H 2(g) C 2 H 6(g) + 20,2 kcal REAÇÃO ENDOTÉRMICA Fe 3 O 4(s) 3Fe (s) + 2 O 2(g) H= + 267,0 kcal Fe 3 O 4(s) 3Fe (s) + 2 O 2(g) - 267,0 kcal

12 COMO PODE SER MEDIDO O CALOR DE REAÇÃO ? Para reações em meio aquoso (ex.: neutralizações) utiliza - se um calorímetro, que nada mais é do que uma garrafa térmica (figura 1). Para reações de combustão utiliza-se uma bomba calorimétrica (figura 2). Fig. 1 Fig. 2 Nos dois casos o calor é transferido para uma massa de água e obtido a partir da expressão Q = m. c. T

13 Então, o H pode ser medido: 1. Experimentalmente : Calorímetros Bombas Calorimétricas 2. Algebricamente (Cálculo de H) – LEI DE HESS

14 EQUAÇÃO TERMOQUÍMICA É a representação de uma reação química em que está especificado: 2. O estado físico de todas as substâncias. 3. Variedade alotrópica (quando existir). 1. Equação química ajustada 4. Indicação da entalpia molar, isto é, por mol de produto formado ou reagente consumido. 5. Indicação das condições de pressão e temperatura em que foi medido o H.

15 Exemplo: H° = - 342,8 kJ/mol Condição padrão: 25°C e 1 atm Obs.: Para outras condições (principalmente de temperatura) a entalpia varia bastante – Calcular com a Equação de Kirchhoff. H° Entalpia padrão: medida à 25°C e 1 atm.

16 Formas alotrópicas estáveisFormas alotrópicas menos estáveis O 2 (oxigênio)O 3 (ozônio) C (grafite)C (diamante) P 4 (Fósforo branco)P 4 (Fósforo vermelho) S 8 (Rômbico)S 8 (Monoclínico) Exemplo: C (grafite) + O 2 CO 2 H = - 94,05 kcal / mol C (diamante) + O 2 CO 2 H = - 94,55 kcal / mol ALOTROPIA: só ocorre com substâncias simples.

17 CARBONO GRAFITE CARBONO DIAMANTE ENXEFRE RÔMBICO ENXOFRE MONOCLÍNICO

18 FÓSFORO BRANCO FÓSFORO VERMELHO O 2 O 3 (OZÔNIO)

19 Tipos de Entalpias ou Calores de Reação 1.Entalpia de Mudança de Fase 2. Entalpia ou Calor de Formação 3. Entalpia ou Calor de Decomposição 4. Entalpia de Combustão 5. Entalpia de Dissolução 6. Entalpia de Neutralização 7. Entalpia ou Energia de Ligação

20 Referências Bibliograficas SARDELA, Antônio. Físico-química, volume 2. Editora Ática USBERCO e SALVADOR. Fisico-química,. volume 2. Editora Saraiva. ANDRADE, M. A. G. F í sico-Qu í mica. s. ed. PUCRS, 1998.


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