∆E = q + w

Calor transferido

Variação de energia

Trabalho realizado pelo sistema

Energia é conservada!

ENDOtérmico: o calor é transferido da VIZINHANÇA para o SISTEMA.

T(sistema) aumenta enquanto T (vizinhança) diminui

O calor é sempre transferido do objeto mais quente para o mais frio

EXOtérmico: o calor é transferido do SISTEMA para a VIZINHANÇA.

T(sistema) diminui enquanto a T(vizinhança) aumenta

Se uma reação for executada em uma série de etapas, o H para a reação

será igual à soma das variações de entalpia para

as etapas individuais

Função de Estado

Fornece um meio útil de se calcular as variações de energia que são difíceis de medir diretamente.

Ciclo de Born-Haber para determinar a entalpia de

rede

Suniv = Ssis + Sviz

Para um processo espontâneo: Suniv > 0;

Mas é possível que a entropia de um sistema diminua desde que a entropia da vizinhança aumente;

Para um sistema isolado, Ssis = 0 para um processo reversível (em equilíbrio).

Processos espontâneos resultam na dispersão de matéria e energia

S = qrev/T

TODAS AS SUBSTÂNCIAS APRESENTAM VALORES DE ENTROPIA POSITIVOS ACIMA DE 0 K

S = qrev/T

Multiplicando tudo por -T

-T∆Suniv = ∆Hsis - T∆Ssis

-T∆Suniv = variação na energia livre de

Gibbs no sistema = ∆Gsistema

Sob condições padrão —

∆Gosis = ∆Ho

sis - T∆Sosis

S + = S sisuniv

T

H sis

∆Suniv = ∆Sviz + ∆Ssis

∆Go = ∆Ho - T∆So

Se a reação é

• exotérmica (∆Ho < 0) (energia liberada)

• e a entropia aumenta (∆So > 0) (dispersão da

matéria)

• Então, ∆Go é NEGATIVO

Reação é espontânea (produto-favorecida).

∆Go = ∆Ho - T∆So

Se a reação é

• endotérmica (∆Ho > 0)

• e a entropia diminui (∆So < 0)

• Então, ∆Go será POSITIVO

Reação não é espontânea (reagente-favorecida).

∆Go = ∆Ho - T∆So

∆Ho ∆So ∆Go Reação

exo(–) aumento(+) – Prod-favorecida

endo(+) diminuição(-) + Reag-favorecida

exo(–) diminuição(-) ? Depende de T

endo(+) aumento(+) ? Depende de T

Produto- ou Reagente Favorecida?

Produto-favorecida Reagente-favorecida

∆G˚ < 0: reação é produto-favorecida

∆G˚ > 0: reação é reagente-favorecida

Se K > 1, então ∆G˚ é negativo Se K < 1, então ∆G˚ é positivo

G = -RT ln K

Produto- ou Reagente Favorecida?

pKa = log1/Ka = - log Ka

Usanovich

Eletrônica

Arrhenius

Lux

Protônica Sistemas Solventes

Ionotrópica

Relações Conceituais Relações Históricas

Química Nova, 23 (1), 2000, 126 – 133.

Definições de Ácidos e Bases

Ácido: espécie que ao reagir com água produz íon H3O+

(hidroxônio). SO2 (g) + 2 H2O (l) H3O+ (aq) + HSO3

-(aq)

Base: espécie que ao reagir com água produz íons OH-

(hidroxila).

Na2O (s) + H2O (l) 2 Na+ (aq) + 2 OH- (aq)

Ácido: espécie doadora de H+. Base: espécie receptora de H+

.

Esta teoria prevê a formação de pares conjugados:

NH3 (aq) + H2O (l) NH4+ (aq) + OH- (aq)

Base Ácido Ácido Base

HNO2 (aq) + H2O (l) NO2- (aq) + H3O

+ (aq) Ácido Base Base Ácido

ÁCIDOS E BASES ESTÃO RELACIONADOS ENTRE SI

PELA PERDA OU GANHO DE H+

ácido base

base conjugada ácido conjugado

• Ácido: receptor de par de elétrons.

• Base: doador de par de elétrons.

N

H

H

H + H+

N

H

H

HH

+

Ácido

Base

HH

H

BASE

••••••

O—HO—H

H+

ACIDÁCIDO BASE

Ácido de Lewis

Qual das teorias é a correta?

O E˚ também está

relacionado com ∆G? SIM!

∆Go = - n F Eo

F = Constante de Faraday = 9.6485 x 104 J/V•mol;

e n é o número de moles de elétrons transferidos

Michael Faraday 1791-1867

Oxidação: o átomo, a molécula ou o íon torna-se mais carregado

positivamente. A oxidação é a perda de elétrons.

Redução: o átomo, a molécula ou o íon torna-se menos carregado

positivamente. A redução é o ganho de elétrons.

Zn0(s) + Cu2+

(aq) Zn2+(aq) + Cu0

(s)

Qual a diferença entre uma célula galvânica e uma eletrólise?

Em uma célula galvânica, a

energia química é convertida em

energia elétrica (processo

espontâneo)

Em uma eletrólise, energia

elétrica é empregada para efetuar

uma mudança química (processo

não espontâneo)

Em uma célula galvânica, a energia química é

convertida em energia elétrica (processo espontâneo)

Qual a diferença entre uma célula galvânica e uma eletrólise?

Zn(s) + Cu2+(aq) Zn2+

(aq) + Cu(s)

Eo = Eo (cat) – Eo

(anodo) = (+0,34) – (-0,76) = + 1,10 V

Espontâneo!!!

Eq. que representa o processo:

Como se determina o potencial padrão da reação

para determinar se é espontânea ou não?

G = -nFE

G = -2.96500.(+1,10) G = - 212,3 KJ/mol

MgCl2 (l) Mg (l) + Cl2(g) 2 Cl- (l) Cl2 (g) + 2 e-

Mg2+ (l) + 2 e- Mg (s)

Como se determina o potencial padrão da reação para

determinar se é espontânea ou não?

Eo = Eo (cat) – Eo

(anodo) = (-2,36) – (+1,36) = - 3,72 V

Não é espontâneo!!

G = -nFE

G = -2.96500.(-3,72) G = +717,96 KJ/mol