TERMOQUÍMICA

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

ENTALPIA DE UM SISTEMA (H):

Pode ser conceituada como o conteúdo energético do sistema.

VARIAÇÃO DE ENTALPIA (H)

H= Hp – Hr,

sendo que Hp é a entalpia dos produtos e Hr é a entalpia dos reagentes.

REAÇÃO EXOTÉRMICA:

É aquela que libera calor.

Hp < Hr H < 0

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)

Exemplo:

E1= energia dos reagentes (r) E2= energia do complexo ativado (CA)E3= energia dos produtos (p) b=energia de ativação da reação diretac=variação de entalpia (D H= Hp – Hr)

Gráfico de Entalpia: Reação Exotérmica

REAÇÃO ENDOTÉRMICA:

É aquela que absorve calor.

Hp > Hr

H > 0

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

Exemplo:

E1= energia dos reagentes (r) E2= energia do complexo ativado (CA)E3= energia dos produtos (p) b=energia de ativação da reação diretac=variação de entalpia (D H= Hp – Hr)

Gráfico de Entalpia: Reação Endotérmica

CALOR OU ENTALPIA DE FORMAÇÃO:

É a quantidade de calor libertada ou absorvida na formação de um mol dessa substância à partir de substâncias simples no estado padrão.

Exemplo:

H2(g) + ½ O2(g) H2O(g) H= -68,3 Kcal

½ H2(g) + I2(g) HI(g) H= -6,2 Kcal

Entalpia Padrão (H)

A entalpia de uma substância simples, a 1 atm e 25ºC,no estado padrão e forma alotrópica mais estável, é considerada igual a zero.

H2(g).................... H=0

O2(g).................... H=0

O3(g).................... H0

C(grafite).................H=0

C(diamante)............. H0

Entalpia de uma substância composta:

É a entalpia de formação dessa substância a 1 atm e 25ºC, partindo-se de substância simples no estado e forma alotrópica mais comuns.

CALOR OU ENTALPIA DE COMBUSTÃO:

É a variação de entalpia que ocorre na combustão de 1 mol de uma substância a 25ºC e 1 atm de pressão.

Exemplo:

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

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

LEI DE HESS

"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".

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.  

Conseqüências da Lei de Hess

Podemos trabalhar com equações químicas como se fossem equações matemáticas, isto é, permite calcular o   de uma determinada reação x (incógnita) pela soma de reações de  conhecidos, cujo resultado seja a reação de x.

Lembre-se de que, ao multiplicar ou dividir os coeficientes de uma reação termoquímica por um número qualquer, deve-se multiplicar ou dividir o valor de   desta reação pelo mesmo número.

EX: Podemos obter NH4Cl(aq) por 2 caminhos diferentes.

1º caminho:

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

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

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

2º caminho:

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

+

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

+

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

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

ENERGIA DE LIGAÇÃO:

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.

Veja esse exemplo, reagindo gás hidrogênio (H2) e gás cloro (Cl2), formando cloridreto (HI).

Ligação E de ligação (Kcal/mol)

Cl Cl 58,0

H H 104,2

H Cl 103,2

C C 83,1

C H 98,8

C H (metano) 99,5

C Cl 78,5

Þ REAGENTES

A quebra de uma ligação é um processo endotérmico

(H > 0): SINAL (+)

Þ PRODUTOS

A formação de uma ligação é um processo Exotérmico

(H 0): SINAL (-)

H2 + Cl2 2 HCl

H - H + Cl - Cl 2 H-Cl

+104,0 +58,0 2 x(-103,0)

H = -44,0 Kcal