TERMOQUÍMICATERMOQUÍMICA

Alyson Oliveira 15754Alyson Oliveira 15754

Vanessa Cortez 15787Vanessa Cortez 15787

Tópicos a serem abordados Tópicos a serem abordados

A Natureza da EnergiaA Natureza da EnergiaA Primeira Lei da TermodinâmicaA Primeira Lei da TermodinâmicaEntalpiaEntalpiaEntalpia de ReaçãoEntalpia de ReaçãoCalorimetriaCalorimetriaLei de HessLei de HessEntalpias de FormaçãoEntalpias de FormaçãoAlimentos e Combustíveis Alimentos e Combustíveis

A Natureza da EnergiaA Natureza da Energia

Energia: capacidade de realizar trabalho e de Energia: capacidade de realizar trabalho e de transferir calor.transferir calor.

Energia Cinética: energia relacionada ao Energia Cinética: energia relacionada ao movimento de um corpo.movimento de um corpo.

Energia Potencial: é a forma de energia que se Energia Potencial: é a forma de energia que se encontra em um determinado sistema e que encontra em um determinado sistema e que pode ser utilizada a qualquer momento para pode ser utilizada a qualquer momento para realizar trabalho. realizar trabalho.

A Natureza da EnergiaA Natureza da Energia

Unidades de energia:Unidades de energia:

Joule (J)Joule (J)

Caloria (cal)Caloria (cal)

1 cal = 4,184 J1 cal = 4,184 J

Sistema e VizinhançaSistema e Vizinhança

Transferência de Energia:Transferência de Energia:

Calor Calor

TrabalhoTrabalho

A Primeira Lei da TermodinâmicaA Primeira Lei da Termodinâmica

É a lei que enuncia a conservação de energia.É a lei que enuncia a conservação de energia.

Energia interna = Energia total do sistema = Energia interna = Energia total do sistema = ΣΣ E Ecinéticacinética + E + Epotencialpotencial das das partes constituintes do sistema. partes constituintes do sistema.

A energia interna é uma propriedade extensiva (proporcional à A energia interna é uma propriedade extensiva (proporcional à massa).massa).

A temperatura e a pressão exercem influência sobre a energia interna.A temperatura e a pressão exercem influência sobre a energia interna.

A Primeira Lei da TermodinâmicaA Primeira Lei da Termodinâmica

∆∆E = EE = Efinalfinal – E – Einicialinicial

∆∆E = q + E = q + ωω

q > 0 : calor recebidoq > 0 : calor recebido q < 0 : calor desprendidoq < 0 : calor desprendido

ωω > 0 : trabalho motor > 0 : trabalho motor

ωω < 0 : trabalho resistente < 0 : trabalho resistente

A Primeira Lei da Termodinâmica A Primeira Lei da Termodinâmica

Processo endotérmico: Processo endotérmico: transferência de calor transferência de calor da vizinhança para o da vizinhança para o sistema.sistema.

Processo exotérmico: Processo exotérmico: transferência de calor transferência de calor do sistema para a do sistema para a vizinhança. vizinhança.

A Primeira Lei da TermodinâmicaA Primeira Lei da Termodinâmica

Função de estado : depende somente do estado Função de estado : depende somente do estado final e inicial do sistema e não do processo pelo final e inicial do sistema e não do processo pelo qual foi atingido este estado (pressão, volume, qual foi atingido este estado (pressão, volume, temperatura, entalpia etc).temperatura, entalpia etc).

EntalpiaEntalpia

Calor trocado sob pressão constante.Calor trocado sob pressão constante.

Entalpia (H) é uma função de estado.Entalpia (H) é uma função de estado.

Entalpia é uma propriedade extensiva (proporcional Entalpia é uma propriedade extensiva (proporcional à energia interna)à energia interna)

∆∆H = HH = Hfinalfinal – H – Hinicialinicial = q = qpp (P = cte) (P = cte)

∆ ∆H > 0 : processo endotérmicoH > 0 : processo endotérmico

∆ ∆H < 0 : processo exotérmicoH < 0 : processo exotérmico

Entalpia de ReaçãoEntalpia de Reação

∆ ∆HHrr = H = Hprodutosprodutos – H – Hreagentesreagentes

Representação:Representação:

2 H2 H2(g)2(g) + O + O2(g)2(g) 2 H 2 H22OO(g)(g) ∆H = - 483,6 kJ ∆H = - 483,6 kJ

CalorimetriaCalorimetria

A medição do fluxo de calor. A medição do fluxo de calor.

O aparelho utilizado para medir o fluxo de calor O aparelho utilizado para medir o fluxo de calor é denominado calorímetro.é denominado calorímetro.

CalorimetriaCalorimetria

Capacidade calorífica: é a quantidade de calor Capacidade calorífica: é a quantidade de calor necessária para que um corpo aumente sua necessária para que um corpo aumente sua temperatura em 1 K (1ºC). temperatura em 1 K (1ºC). Capacidade calorífica molar: é a capacidade Capacidade calorífica molar: é a capacidade calorífica de 1 mol de substância (pura). calorífica de 1 mol de substância (pura). Calor específico: é a quantidade de calor que Calor específico: é a quantidade de calor que deve ser fornecida a 1 g de uma substância deve ser fornecida a 1 g de uma substância para aumentar sua temperatura em 1ºC (1 K), para aumentar sua temperatura em 1ºC (1 K), de 14,5 a 15,5ºC. de 14,5 a 15,5ºC.

Calor específico = q / m Calor específico = q / m xx ∆T (J / g ∆T (J / g xx K) K)q = m q = m xx c c xx ∆T ∆T

CalorimetriaCalorimetria

As técnicas e os equipamentos aplicados As técnicas e os equipamentos aplicados em calorimetria dependem da natureza do em calorimetria dependem da natureza do processo estudado (P = cte ou V = cte). processo estudado (P = cte ou V = cte).

∆∆T > 0 T > 0 q qreaçãoreação < 0 < 0 reação exotérmica reação exotérmica

∆∆T < 0 T < 0 q qreaçãoreação > 0 > 0 reação endotérmica reação endotérmica

Calorimetria Calorimetria

Bomba calorimétrica: utilizada para estudar a Bomba calorimétrica: utilizada para estudar a energia química potencial acumulada nas energia química potencial acumulada nas substâncias, medida a volume constante. substâncias, medida a volume constante.

Para calcular o calor de combustão a partir do Para calcular o calor de combustão a partir do aumento de temperatura medido na bomba aumento de temperatura medido na bomba calorimétrica é necessário saber a capacidade calorimétrica é necessário saber a capacidade calorífica (Ccalorífica (Ccalcal) do calorímetro.) do calorímetro.

qqreaçãoreação = - C = - Ccalcal x x ∆T∆T

CalorimetriaCalorimetria

Bomba calorimétricaBomba calorimétrica

Lei de HessLei de Hess

A lei de Hess estabelece que se uma A lei de Hess estabelece que se uma reação for executada em uma série de reação for executada em uma série de etapas o etapas o ∆H para a reação será igual à ∆H para a reação será igual à soma das variações de entalpia para as soma das variações de entalpia para as etapas individuais. etapas individuais.

Lei de HessLei de Hess

ExercícioExercício

A entalpia de combustão de C em COA entalpia de combustão de C em CO2 2 é -393,5 é -393,5 kJ/mol de C, e a entalpia de combustão de CO kJ/mol de C, e a entalpia de combustão de CO em COem CO22 é - 283,0 kJ/mol de CO. é - 283,0 kJ/mol de CO.

(1) C(1) C(s)(s) + O + O22(g)(g) CO CO22(g)(g) ∆H = -393,5 kJ∆H = -393,5 kJ

(2) CO(2) CO(g)(g) + ½ O + ½ O22(g)(g) CO CO22(g)(g) ∆H = -283,0 kJ ∆H = -283,0 kJ

Utilizando-se esses dados, calcule a entalpia de Utilizando-se esses dados, calcule a entalpia de combustão de C para CO: combustão de C para CO:

C(s) + ½ OC(s) + ½ O2(g)2(g) CO CO(g)(g)

Lei de HessLei de Hess

ResoluçãoResolução

CC(s)(s) + ½ O + ½ O22(g)(g) CO CO22(g)(g) ∆H = -393,5 kJ∆H = -393,5 kJ

COCO22(g)(g) CO CO(g)(g) ∆H = 283,0 kJ ∆H = 283,0 kJ

CC(s)(s) + ½ O + ½ O22(g)(g) CO CO(g)(g) ∆H = -110,5 kJ ∆H = -110,5 kJ

Entalpias de FormaçãoEntalpias de Formação

Entalpia de Formação: é o calor liberado ou absorvido Entalpia de Formação: é o calor liberado ou absorvido na formação de 1 mol de uma determinada substância a na formação de 1 mol de uma determinada substância a partir de substâncias simples no estado padrão. partir de substâncias simples no estado padrão. Estado padrão: forma original de uma substância pura à Estado padrão: forma original de uma substância pura à pressão atmosférica (1atm) e à temperatura de interesse pressão atmosférica (1atm) e à temperatura de interesse (298 K ou 25ºC). (298 K ou 25ºC).

H = 0H = 0 H > 0H > 0

CCgrafitegrafite CCdiamantediamante, C, C6060, C, C4040

OO22(g)(g) OO33(g)(g)

SSrômbicorômbico SSmonoclínicomonoclínico

PP44 (branco)(branco) PPnn (vermelho)(vermelho)

Alimentos e CombustíveisAlimentos e Combustíveis

Calor específico de combustão: é a Calor específico de combustão: é a energia liberada quando 1 g de uma energia liberada quando 1 g de uma substância sofre combustão. substância sofre combustão.

Alimentos:Alimentos:

Reação química da respiração celular Reação química da respiração celular CC66HH1212OO6(s)6(s) + 6 O + 6 O2(g)2(g) 6 CO 6 CO2(g)2(g) + 6 H + 6 H22OO(g)(g) ∆H = - 2803 kJ∆H = - 2803 kJ

Alimentos e CombustíveisAlimentos e Combustíveis

Alimentos e CombustíveisAlimentos e Combustíveis

Combustível: denomina-se combustível Combustível: denomina-se combustível qualquer corpo cuja combinação química qualquer corpo cuja combinação química com outro seja exotérmica. com outro seja exotérmica.

Quanto maior a porcentagem de carbono Quanto maior a porcentagem de carbono e hidrogênio em um combustível, mais e hidrogênio em um combustível, mais alto é seu calor específico de combustão.alto é seu calor específico de combustão.

Alimentos e CombustíveisAlimentos e Combustíveis

Alimentos e Combustíveis Alimentos e Combustíveis

Combustíveis fósseisCombustíveis fósseis

Alimentos e CombustíveisAlimentos e Combustíveis

Energia NuclearEnergia Nuclear

Alimentos e Combustíveis Alimentos e Combustíveis

Energia SolarEnergia Solar

Alimentos e CombustíveisAlimentos e Combustíveis

Energia EólicaEnergia Eólica

Alimentos e CombustíveisAlimentos e Combustíveis

Energia GeotérmicaEnergia Geotérmica

Alimentos e CombustíveisAlimentos e Combustíveis

Energia HidrelétricaEnergia Hidrelétrica

Alimentos e CombustíveisAlimentos e Combustíveis

Energia de BiomassaEnergia de Biomassa

Referências BibliográficasReferências Bibliográficas

Theodore L. Brown, H. Eugene Le May, Theodore L. Brown, H. Eugene Le May, Jr. , Bruce E. Bursten - 9ª edição. – Jr. , Bruce E. Bursten - 9ª edição. – Química a Ciência CentralQuímica a Ciência Central

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