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PublicouJoao Victor JoaoMesqs Alterado mais de 4 anos atrás
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Termoquímica João Victor Mesquita Salustiano
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Termoquímica É a parte da Química que estuda as variações de energia que acompanham as reações químicas.
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No sistema, reação de madeira + oxigênio está havendo liberação de energia para o meio ambiente.
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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 ).
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CALOR SENSÍVEL VARIAÇÃO DE TEMPERATURA Q: m c t CALOR MASSA CALOR ESPECIFICO MUDANÇA DE TEMPERATURA LATENTE MUDANÇA DE ESTADO FÍSICO TRANSMISSÃO DILATAÇÃO TERMICA
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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)
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É aquela que libera calor para o meio. Hp < Hr H < 0 Reação exotérmica
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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
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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
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É aquela que absorve calor do meio. Hp > Hr H > 0 Reação endotérmica
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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
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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
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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
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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...
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Substâncias no estado padrão Convencionou-se atribuir H o =0(zero) ao grafite e outras substâncias no estado padrão. Exemplificando...
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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.
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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 )
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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
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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
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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
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"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
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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
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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
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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
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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
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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
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Veja esse exemplo, reagindo gás hidrogênio (H 2 ) e gás cloro (Cl 2 ), formando cloridreto (HI).
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78,5 C Cl 99,5 C H (metano) 98,8 C HC HC HC H 83,1 C CC CC CC C 103,2 H Cl 104,2 H HH HH HH H 58,0 Cl Cl E de ligação (Kcal/mol) Ligação
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... 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
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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
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O5. As transformações representadas a seguir referem-se à formação da água. Considere dados: MMH 2 O = 18g/mol. H 2(g) + 1/2O 2(g) H 2 O (l) H = -286kJ/mol H 2(g) + 1/2O 2(g) H 2 O (g) H = -242kJ/mol Para vaporizar 180g de água, são necessários: (A) 79kJ (B) 5280kJ (C) 44kJ (D) 528kJ (E) 440kJ Exercício da apostila resolvido
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Solução... H 2 O (l) H 2(g) + 1/2O 2(g) H = +286kJ/mol H 2(g) + 1/2O 2(g) H 2 O (g) H = -242kJ/mol H 2 O (l) H 2 O gl) H = +286kJ/mol – 242kJ/mol = 44kJ/mol 18g (1 mol) 44kJ 180g x X =440kJ (letra E) Exercícios resolvidos
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THAT'S ALL FOLKS! (por enquanto)
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