termoquímica

TermoquímicaTermoquímica Lei de HessLei de Hess

Autor:Prof. Luiz Antônio*

*Este slide foi encontrado no seguinte site: http://migre.me/4xRtMForam acrescentados alguns exercícios e postado.

http://migre.me/4xRtM

Termoquímica Termoquímica

É a parte da Química que estuda as variações de energia que acompanham

as reações químicas.

Relembrando . . .

Termoquímica Termoquímica

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

ambiente.

Pode ser conceituada como o conteúdo energético do sistema.

Entalpia de um sistema (H)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 (Variação de entalpia (H)H)

É aquela que libera calor para o meio.

Hp < Hr

H < 0

Reação exotérmicaReação exotérmica

C (s) + O2 (g) CO2 (g) H = - 94,0 Kcal/mol.

ou

C (s) + O2 (g) CO2 (g) + 94,0 Kcal/mol

ou

C (s) + O2 (g) - 94,0 Kcal CO2 (g)

Reação exotérmicaReação exotérmica

E1= energia dos reagentes (r) E2= energia do complexo ativado (CA)

E3= energia dos produtos (p) b=energia de ativação da reação direta

c=variação de entalpia (H= Hp – Hr)

Reação ExotérmicaReação Exotérmica

É aquela que absorve calor do meio.

Hp > Hr H > 0

Reação endotérmicaReação endotérmica

N2(l) + O2(g) 2NO (g) H = + 42 Kcal/mol.

ou

N2(l) + O2(g) + 42 Kcal 2 NO(g)

ou

N2(l) + O2(g) 2 NO (g) - 42 Kcal


E1= energia dos reagentes (r) E2= energia do complexo ativado (CA)

E3= energia dos produtos (p) b=energia de ativação da reação direta

c=variação de entalpia ( H= Hp – Hr)


ExercíciosExercícios

01) Dizemos que reações de combustão são exotérmicas porque: 01) Dizemos que reações de combustão são exotérmicas porque:

a) absorvem calor. a) absorvem calor.

b) liberam calor. b) liberam calor.

c) perdem água. c) perdem água.

d) são higroscópicas. d) são higroscópicas.

e) liberam oxigênio. e) liberam oxigênio.

02) Nas pizzarias há cartazes dizendo “Forno a lenha”. A reação que ocorre neste 02) Nas pizzarias há cartazes dizendo “Forno a lenha”. A reação que ocorre neste forno para assar a pizza é: forno para assar a pizza é:

a) explosiva. a) explosiva.

b) exotérmica. b) exotérmica.

c) endotérmica. c) endotérmica.

d) hidroscópica. d) hidroscópica.

e) catalisada. e) catalisada.


03) Nos motores de explosão existentes hoje em dia utiliza-se uma mistura 03) Nos motores de explosão existentes hoje em dia utiliza-se uma mistura de gasolina e etanol. A substituição de parte da gasolina pelo etanol foi possível de gasolina e etanol. A substituição de parte da gasolina pelo etanol foi possível porque ambos os líquidos: porque ambos os líquidos:

a) reagem exotermicamente com o oxigênio. a) reagem exotermicamente com o oxigênio.

b) fornecem produtos diferentes na combustão. b) fornecem produtos diferentes na combustão.

c) são comburentes. c) são comburentes.

d) possuem densidades diferentes. d) possuem densidades diferentes.

e) apresentam pontos de ebulição iguais. e) apresentam pontos de ebulição iguais.


04) Éter é normalmente usado para aliviar dores provocadas por contusões 04) Éter é normalmente usado para aliviar dores provocadas por contusões sofridas por atletas, devido ao rápido resfriamento provocado, por esse líquido, sofridas por atletas, devido ao rápido resfriamento provocado, por esse líquido, sobre o local atingido. Esse resfriamento ocorre porque: sobre o local atingido. Esse resfriamento ocorre porque:

a) o éter é um liquido gelado. a) o éter é um liquido gelado.

b) o éter, ao tocar a pele, sofre evaporação, e este um processo endotérmico. b) o éter, ao tocar a pele, sofre evaporação, e este um processo endotérmico.

c) o éter reage endotermicamente com substâncias da pele. c) o éter reage endotermicamente com substâncias da pele.

d) o éter, em contato com a pele, sofre evaporação, e este é um processo d) o éter, em contato com a pele, sofre evaporação, e este é um processo exotérmico. exotérmico.

e) o éter se sublima. e) o éter se sublima.


05) Considere as seguintes transformações: 05) Considere as seguintes transformações:

I . Dióxido de carbono sólido (gelo seco) I . Dióxido de carbono sólido (gelo seco) dióxido de carbono gasoso. dióxido de carbono gasoso.

II . Ferro fundido II . Ferro fundido ferro sólido. ferro sólido.

III . Água líquida III . Água líquida vapor d’água. vapor d’água.

Dessas transformações, no sentido indicado e à temperatura constante, apenas: Dessas transformações, no sentido indicado e à temperatura constante, apenas:

a) I é exotérmica. a) I é exotérmica.

b) II é exotérmica. b) II é exotérmica.

c) III é exotérmica. c) III é exotérmica.

d) I e II são exotérmicas. d) I e II são exotérmicas.

e) II e III são exotérmicas. e) II e III são exotérmicas.


06)Numa reação exotérmica, há [1] de calor, a entalpia final (produtos) é [2] 06)Numa reação exotérmica, há [1] de calor, a entalpia final (produtos) é [2] que a entalpia inicial (reagentes) e a variação de entalpia é [3] que zero. que a entalpia inicial (reagentes) e a variação de entalpia é [3] que zero. Completa-se corretamente essa frase substituindo-se [1], [2] e [3], Completa-se corretamente essa frase substituindo-se [1], [2] e [3], respectivamente, por: respectivamente, por:

a) liberação, maior, maior. a) liberação, maior, maior.

b) absorção , maior, menor. b) absorção , maior, menor.

c) liberação, menor, menor. c) liberação, menor, menor.

d) absorção, menor, maior. d) absorção, menor, maior.

e) liberação, maior, menor.e) liberação, maior, menor.

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 formaçãoCalor ou entalpia de formação

Substâncias no estado padrãoSubstâncias 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 . . .

Substâncias no estado padrãoSubstâncias no estado padrão

Convencionou-se atribuir Ho =0(zero) ao grafite e outras substâncias no estado

padrão.


H2(g) + ½ O2(g) H2O(g) H= - 68,3 Kcal

½ H2(g) + I2(g)* HI(g) H= - 6,2 Kcal

Substâncias no estado padrãoSubstâncias no estado padrão(numa RQ)(numa RQ)

* I2(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.

A entalpia de uma substância simples, a 1 atm e 25ºC,no estado padrão e forma alotrópica mais

estável, é considerada igual a zero

HH2(g)2(g).................... H=0.................... H=0

OO2(g)2(g).................... H=0.................... H=0

OO3(g)3(g).................... H.................... H00

CC(grafite)(grafite).................H=0.................H=0

CC(diamante)(diamante)............. H............. H00

Entalpia Padrão (Entalpia Padrão (HHoo))

É a entalpia de formação dessa substância a 1 atm É a entalpia de formação dessa substância a 1 atm e 25ºC, partindo-se de substância simples no e 25ºC, partindo-se de substância simples no

estado e forma alotrópica mais comuns.estado e forma alotrópica mais comuns.

Entalpia de uma substância compostaEntalpia de uma substância composta

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 combustãoCalor ou entalpia de combustão


C(s) + O2(g) CO2(g) H= -94 Kcal/mol

CH4(g) + 2O2(g) CO2(g) + 2H2O(g) H= -213 Kcal/ mol

Calor ou entalpia de combustãoCalor ou entalpia de combustão

Diagrama de EntalpiaDiagrama de EntalpiaReação ExotérmicaReação Exotérmica

Diagrama de EntalpiaDiagrama de EntalpiaReação EndotérmicaReação Endotérmica

"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 HessLei de Hess

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.


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 HessConseqüências da Lei de Hess

Podemos obter NH4Cl(aq) por 2 caminhos diferentes.

1º caminho . . .

NH3(g ) + HCl(g) NH4Cl(s) H = - 41,9 Kcal

NH4Cl(s) + H2O(l) NH4Cl(aq) H = -3,9 Kcal +

NH3(g) + HCl(g) + H2O(l) NH4Cl(aq) H= -38 Kcal


2º caminho . . .

NH3(g ) + H2O(l) NH3 (aq) H = -8,5 Kcal

HCl (g) + H2O(l) HCl(aq) H = -17,3 Kcal

+ NH3(aq ) + HCl(aq) NH4Cl(aq) H= -12,2 Kcal

NH3(g ) + HCl(g) + 2H2O(l) NH4Cl(aq) H= - 38 Kcal


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 ligaçãoEnergia de ligação

Veja esse exemplo, reagindo gás hidrogênio (HVeja esse exemplo, reagindo gás hidrogênio (H22) e ) e gás cloro (Clgás cloro (Cl22), formando cloridreto (HI).), formando cloridreto (HI).

78,578,5CC ClCl

99,599,5CC H (metano)H (metano)

98,898,8CC HH

83,183,1CC CC

103,2103,2HH ClCl

104,2104,2HH HH

58,058,0Cl Cl Cl Cl

E de ligação E de ligação (Kcal/mol)(Kcal/mol)

LigaçãoLigação

. . . 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 (-)


H2(g) + Cl2(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


O5. As transformações representadas a seguir referem-se à formação da água. Considere dados: MMH2O = 18g/mol.

H2(g) + 1/2O2(g) H2O(l) H = -286kJ/mol

H2(g) + 1/2O2(g) H2O(g) H = -242kJ/mol

Para vaporizar 180g de água, são necessários:

(A) 79kJ (B) 5280kJ(C) 44kJ(D) 528kJ(E) 440kJ

Exercício da apostila resolvidoExercício da apostila resolvido

Solução . . .

H2O(l) H2(g) + 1/2O2(g) H = +286kJ/mol

H2(g) + 1/2O2(g) H2O(g) H = -242kJ/mol

H2O(l) H2Ogl)

H = +286kJ/mol – 242kJ/mol = 44kJ/mol

18g (1 mol) 44kJ180g x

X =440kJ (letra E)

Exercícios resolvidosExercícios resolvidos

THAT'S ALL FOLKS!(por enquanto)

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