TERMOQUÍMICA Prof. Cleverson Chacal.

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1 TERMOQUÍMICA Prof. Cleverson Chacal

2 I - Completa: os produtos são CO2 e H2O.
Entalpia de Combustão Corresponde à energia liberada na reação de 1 mol de substância (combustível) com O2 puro (comburente). Se o combustível for material orgânico (C,H e O) a combustão pode ser de dois tipos: I - Completa: os produtos são CO2 e H2O. II - Incompleta: além dos produtos acima forma-se, também, CO e/ou C (fuligem). TERMOQUÍMICA Prof. Cleverson Chacal

3 Combustão completa CHAMA AZUL
CH4 + 2O2  CO2 + H2O H = - 889,5 kJ/mol C3H8 + 5O2  3CO2 + 4H2O H = kJ/mol Na combustão incompleta a chama é alaranjada. TERMOQUÍMICA A combustão do C também é a formação do CO2 ! Prof. Cleverson Chacal

4 LEI DE HESS TERMOQUÍMICA Prof. Cleverson Chacal

5 LEI DE HESS O químico e médico Germain Henry Hess ( ) desenvolveu importantes trabalhos na área de Termoquímica.  A Lei de Hess é uma lei experimental e estabelece que a variação de entalpia de uma reação química depende apenas dos estados inicial e final da reação. A Lei de Hess, também conhecida como Lei da Soma dos Calores de Reação, demonstra que a variação de entalpia de uma reação química não depende do modo ou caminho como a mesma é realizada e sim do estado inicial (reagentes) e estado final (produtos) . Prof. Cleverson Chacal

6 Exemplo: Qual o valor da variação de entalpia da reação a seguir?
Dados (equações intermediárias): Resolução: ______________________________________ Prof. Cleverson Chacal

7 Observe que a ΔH1e ΔH2 são somadas, obtendo-se o valor da variação de entalpia. As equações químicas também são somadas, obtendo-se a reação global. Para montar as equações e aplicar a Lei de Hess, podemos fazer algumas alterações matemáticas, seguindo as seguintes regras: 1°) as equações intermediárias devem estar de acordo com a reação global. Coloca-se as equações (dados) na ordem que reagem ou são produzidas. Se não estiverem de acordo, troca-se o sinal da ΔH; 2°) acertar os coeficientes também de acordo com a reação global. Se a equação for multiplicada, a ΔH também deve ser multiplicada pelo mesmo número. 3°) realizar o somatório para montar a reação global; 4°) somar os valores das ΔH das equações intermediárias para achar a ΔH da reação global. Prof. Cleverson Chacal

8 Calcule a variação de entalpia da seguinte reação pela Lei de Hess:
Dados:  Resolução:  Deve-se escrever todas as equações intermediárias (dados) de acordo com a reação global. Na primeira equação, o que há em comum é o C(grafite). Então ele deve ser escrito da mesma forma (como reagente e 1mol). A segunda equação tem em comum com a reação global o H2(g). Nos dados, esta esécie química não está exatamente igual como na global. Deve-se multiplicar toda a equação por 2, inclusive a ΔH2      A terceira equação tem em comum com a reação global o CH4(g). deve-se inverter a posição desta equação e portanto trocar o sinal da ΔH3 Prof. Cleverson Chacal

9 A Lei de Hess, também conhecida como Lei da Soma dos Calores de Reação, demonstra que a variação de entalpia de uma reação química não depende do modo ou caminho como a mesma é realizada e sim do estado inicial (reagentes) e estado final (produtos) . TERMOQUÍMICA Prof. Cleverson Chacal

10 A Lei de Hess pode ser demonstrada a partir do seguinte exemplo:
Caminho 1 C(graf.) + O2(g)  CO2(g) H1 = - 393,4 kJ Caminho 2 C(graf.) + ½ O2(g)  CO(g) H2 = - 280,6 kJ CO(g) + ½ O2(g)  CO2(g) H3 = - 112,8 kJ TERMOQUÍMICA Somando as duas equações resulta: C(graf.) + O2(g)  CO2(g) H1 = - 393,4 kJ A entalpia final será H2 + H3 Prof. Cleverson Chacal

11 CH4(g) + 2 O2(g)  CO2(g) + 2 H2O(l)
Exemplo Calcular a variação de entalpia envolvida na combustão de 1 mol de CH4(g), expressa por: CH4(g) + 2 O2(g)  CO2(g) + 2 H2O(l) sabendo que: 1) Hformação CH4(g) = - 74,82 kJ/mol 2) Hformação CO2(g) = - 393,4 kJ/mol 3) Hformação H2O(l) = - 285,5 kJ/mol TERMOQUÍMICA Prof. Cleverson Chacal

12 Desenvolvendo as equações relativas à formação dos componentes:
Solução Desenvolvendo as equações relativas à formação dos componentes: 1. formação do CH4 C + 2 H CH H1 = - 74,82 kJ/mol 2. formação do CO2 C + O CO H2 = - 393,4 kJ/mol 3. formação da H2O H2 + ½ O H2O H3 = - 285,5 kJ/mol TERMOQUÍMICA Prof. Cleverson Chacal

13 Aplicando a Lei de Hess, para obter a combustão do CH4 deveremos:
Solução Aplicando a Lei de Hess, para obter a combustão do CH4 deveremos: a) inverter a equação de formação do CH4 ; CH4  C + 2H H = + 74,82 kJ b) utilizar da forma apresentada a equação de formação do CO2 ; C + O2  CO H = - 393,4 kJ c) utilizar a equação de formação da água multiplicada por 2 (inclusive a entalpia) 2H2 + O2  2H2O H = - 571,0 kJ TERMOQUÍMICA Prof. Cleverson Chacal

14 CH4(g) + 2 O2(g)  CO2(g) + 2 H2O(l)
Solução 1) CH4  C + 2H H = + 74,82 kJ 2) C + O2  CO H = - 393,4 kJ 3) 2H2 + O2  2H2O H = - 571,0 kJ que somadas, resulta TERMOQUÍMICA CH4(g) + 2 O2(g)  CO2(g) + 2 H2O(l) A variação da entalpia será: HRQ = + 74,82 + (- 393,4) +(- 571,0) HRQ = - 889,58 kJ/mol de CH4 Prof. Cleverson Chacal