O que você deve saber sobre

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1 O que você deve saber sobre
Qui-cad-1-top-6 – 3 Prova O que você deve saber sobre TERMOQUÍMICA Quando uma substância sofre uma transformação (física ou química), sempre existe uma quantidade de calor envolvida. As transformações que liberam calor são exotérmicas; as que absorvem calor são endotérmicas. O conteúdo de calor associado a uma substância é chamado de entalpia (H). Quando uma reação é realizada sob pressão constante, a quantidade de calor liberada ou absorvida recebe o nome de variação de entalpia (ΔH).

2 I. Variação de entalpia (∆H)
Qui-cad-1-top-6 – 3 Prova I. Variação de entalpia (∆H) Indica a quantidade de calor envolvida em uma transformação. (∆H) = Hprodutos - Hreagentes (∆H) = Variação de entalpia Hprodutos = Entalpia dos produtos Hreagentes = Entalpia dos reagentes TERMOQUÍMICA

3 I. Variação de entalpia (∆H)
Qui-cad-1-top-6 – 3 Prova I. Variação de entalpia (∆H) Reação endotérmica Reação exotérmica TERMOQUÍMICA

4 II. Diagrama de entalpia
Qui-cad-1-top-6 – 3 Prova II. Diagrama de entalpia Processo endotérmico TERMOQUÍMICA

5 II. Diagrama de entalpia
Qui-cad-1-top-6 – 3 Prova II. Diagrama de entalpia Processo exotérmico TERMOQUÍMICA

6 III. Principais fatores que afetam o ∆H de uma reação
Qui-cad-1-top-6 – 3 Prova III. Principais fatores que afetam o ∆H de uma reação Quantidade de reagentes Estado físico das substâncias TERMOQUÍMICA

7 III. Principais fatores que afetam o H de uma reação
Qui-cad-1-top-6 – 3 Prova III. Principais fatores que afetam o H de uma reação Estado físico das substâncias As moléculas de água que se encontram no estado sólido apresentam um menor conteúdo energético que as moléculas que estão nos estados líquido e gasoso. TERMOQUÍMICA

8 III. Principais fatores que afetam o H de uma reação
Qui-cad-1-top-6 – 3 Prova III. Principais fatores que afetam o H de uma reação Estado alotrópico Quanto menor o conteúdo energético, maior é a estabilidade do composto. O carbono grafite é mais estável que o carbono diamante. O fósforo vermelho é mais estável que o fósforo branco. O enxofre rômbico é mais estável que o enxofre monoclínico. Temperatura Ao variar a temperatura, variam a agitação das moléculas e a entalpia dos envolvidos na reação. TERMOQUÍMICA

9 IV. Entalpia ou calor de formação (∆Hf)
Qui-cad-1-top-6 – 3 Prova IV. Entalpia ou calor de formação (∆Hf) Substância H° (kJ/mol) H° (kJ/mol) C (grafite) 0,0 N2O (g) +81,6 C (diamante) +1,9 N2O3 (g) +86,6 C4H10 (g) (butano) –125,7 S (monoclínico) +0,3 C6H6 (l) (benzeno) +49,1 SO3 (g) –395,7 C2H6O (l) (etanol) –277,6 Fe3O4 (s) –1.118,4 C3H6O (l) (acetona) –248,4 Professor: essa tabela não se encontra no material impresso. Utilize-a para mostrar aos alunos os valores da entalpia de formação de algumas substâncias. TERMOQUÍMICA

10 V. Entalpia ou calor de combustão
Qui-cad-1-top-6 – 3 Prova V. Entalpia ou calor de combustão É a variação de entalpia associada à combustão (queima) de 1 mol de substância a 25 oC e 1 atm com excesso de oxigênio. ∆H de combustão: 1 mol da substância que sofre combustão; negativo, pois as reações de combustão são exotérmicas. TERMOQUÍMICA

11 Qui-cad-1-top-6 – 3 Prova VI. Lei de Hess O ∆H da reação depende apenas dos estados inicial e final. TERMOQUÍMICA

12 Qui-cad-1-top-6 – 3 Prova VI. Lei de Hess TERMOQUÍMICA

13 Qui-cad-1-top-6 – 3 Prova VII. Energia de ligação Energia fornecida para romper 1 mol de ligações entre dois átomos em um sistema gasoso a 25 ºC e 1 atm. Reagentes: processo endotérmico – quebra de ligações Produtos: processo exotérmico – formação de ligações Calor absorvido na quebra das ligações presentes nos reagentes (H>0) Calor liberado na formação das ligações presentes nos produtos (H<0) ∆H da reação = + TERMOQUÍMICA

14 Qui-cad-1-top-6 – 3 Prova VII. Energia de ligação TERMOQUÍMICA

15 a) Indique as etapas endotérmicas e exotérmicas.
Qui-cad-1-top-6 – 3 Prova 1 (UFRJ) A redução das concentrações de gases responsáveis pelo efeito estufa constitui o desafio central do trabalho de muitos pesquisadores. Uma das possibilidades para o sequestro do CO2 atmosférico é sua transformação em outras moléculas. O diagrama a seguir mostra a conversão do gás carbônico em metanol. a) Indique as etapas endotérmicas e exotérmicas. b) Calcule a variação da entalpia na conversão do CO2 em metanol. EXERCÍCIOS ESSENCIAIS RESPOSTA: Etapa endotérmica: II  III Etapas exotérmicas: I  II e III  IV RESPOSTA: TERMOQUÍMICA — NO VESTIBULAR

16 4 Qui-cad-1-top-6 – 3 Prova (Fuvest-SP)
O 2-metilbutano pode ser obtido pela hidrogenação catalítica, em fase gasosa, de qualquer dos seguintes alcenos isoméricos: EXERCÍCIOS ESSENCIAIS Professor: esse exercício envolve os conceitos de isomeria e fórmulas estruturais. Explique esses conceitos aos alunos antes da realização da questão. TERMOQUÍMICA — NO VESTIBULAR

17 a) Complete o esquema da figura com a fórmula estrutural de cada
Qui-cad-1-top-6 – 3 Prova 4 a) Complete o esquema da figura com a fórmula estrutural de cada um dos alcenos que faltam. Além disso, ao lado de cada seta, coloque o respectivo ∆H de hidrogenação. EXERCÍCIOS ESSENCIAIS RESPOSTA: Nas três reações, o produto final é o mesmo e, portanto, a entalpia dos produtos também é a mesma. A reação que libera maior quantidade de energia indica o reagente de maior entalpia (já representada no gráfico dado). Completa-se o esquema da seguinte maneira: TERMOQUÍMICA — NO VESTIBULAR

18 Qui-cad-1-top-6 – 3 Prova 4 b) Represente, em uma única equação e usando fórmulas moleculares, as reações de combustão completa dos três alcenos isoméricos. EXERCÍCIOS ESSENCIAIS RESPOSTA: Os alcenos citados no texto apresentam a mesma fórmula molecular C5H10 (são isômeros); portanto, a equação da reação de combustão completa é: TERMOQUÍMICA — NO VESTIBULAR

19 Qui-cad-1-top-6 – 3 Prova 4 c) A combustão total de cada um desses alcenos também leva a uma variação negativa de entalpia. Essa variação é igual para esses três alcenos? Explique. EXERCÍCIOS ESSENCIAIS RESPOSTA: Pelo gráfico, verifica-se que o conteúdo energético (calor de formação) de cada isômero é diferente. Como os produtos na combustão dos três isômeros são os mesmos, o ∆H de combustão dos três isômeros será diferente. TERMOQUÍMICA — NO VESTIBULAR

20 a) Escreva as equações balanceadas de combustão da hidrazina
Qui-cad-1-top-6 – 3 Prova 6 (UFRN) A hidrazina (N2H4) é um combustível que pode substituir a gasolina (C8H18) em motores de explosão. Um estudante de Química coletou, na literatura especializada, dados termodinâmicos relativos às reações de combustão desses dois combustíveis. Tabela Tabela 2 Fazendo uso desses dados, atenda às solicitações a seguir. a) Escreva as equações balanceadas de combustão da hidrazina e da gasolina. EXERCÍCIOS ESSENCIAIS RESPOSTA: TERMOQUÍMICA — NO VESTIBULAR

21 Qui-cad-1-top-6 – 3 Prova 6 b) Considerando dois carros iguais, com motores de mesmo desempenho, determine, por meio de cálculos, qual dos combustíveis deverá proporcionar maior quilometragem por litro (ver tabelas 1 e 2). EXERCÍCIOS ESSENCIAIS RESPOSTA: TERMOQUÍMICA — NO VESTIBULAR

22 b) sublimação do dióxido de carbono. c) formação da água líquida.
Qui-cad-1-top-6 – 3 Prova 8 (Fuvest-SP) Pode-se calcular a entalpia molar de vaporização do etanol a partir das entalpias das reações de combustão representadas por: Para isso, basta que se conheça, também, a entalpia molar de: a) vaporização da água. b) sublimação do dióxido de carbono. c) formação da água líquida. d) formação do etanol líquido. e) formação do dióxido de carbono gasoso. EXERCÍCIOS ESSENCIAIS RESPOSTA: A TERMOQUÍMICA — NO VESTIBULAR

23 Considerando a reação representada por:
Qui-cad-1-top-6 – 3 Prova 14 (UFRGS-RS) Os valores de energia de ligação entre alguns átomos são fornecidos no quadro abaixo. Considerando a reação representada por: o valor aproximado de ∆H, em kJ, é de: a) -820. b) -360. c) +106. d) +360. e) +820. EXERCÍCIOS ESSENCIAIS RESPOSTA: A TERMOQUÍMICA — NO VESTIBULAR