cas

es Q

uím

i

P i i i Tó i Ab d d

orm

açõe Principais Tópicos Abordados

Combustíveis:

–Tr

ansf

o Combustíveis:

Termodinâmica vs. Cinética

Variação de energia em um processo de transformação química:

BC

0307

– Variação de energia em um processo de transformação química:

reações endo e exotérmicas, H;

Espontaneidade: S e G;B Espontaneidade: S e G;

Solubilidade

E tâ !

cas

Espontânea!

Mas H e O podem

es Q

uím

i Mas H2 e O2 podemser guardados juntosindefinidamente…

orm

açõe

–Tr

ansf

o

Quais fatores são importantes para que ocorra uma

BC

0307

– Quais fatores são importantes para que ocorra uma transformação química?

B

É possível prever se uma transformação química ocorrerá?

Os fatores que determinam se ocorrerá um processo de transformação são classificados como: 

cas CINÉTICOS

es Q

uím

i

ou 

Â

orm

açõe TERMODINÂMICOS

–Tr

ansf

o

é diferente de

BC

0307

– é diferente de

(velocidade de (diferença de energia

B transformação) entre início e final do processo de transformação)

GRAFITE, DIAMANTE e FULERENOca

ses

Quí

mi

orm

açõe

–Tr

ansf

oB

C03

07 –

f ó áB Qual a forma alotrópica de carbono mais estável?

O grafite é a forma alotrópica de carbono mais estável. Do ponto de vista termodinâmico o DIAMANTE TENDE A SE Do ponto de vista termodinâmico, o DIAMANTE TENDE A SE TRANSFORMAR EM GRAFITE. Da mesma maneira, o FULERENO TENDE A SE TRANSFORMAR EM GRAFITE

cas

EM GRAFITE.

es Q

uím

i Por que estes processos não ocorrem?

orm

açõe A CINÉTICA DE TRANSFORMAÇÃO É DESFAVORÁVEL

–Tr

ansf

o É DESFAVORÁVEL.

BC

0307

–

As estruturas rígidas de diamante e fulereno não encontram mobilidade cinética suficiente para que a transformação termodinamicamente favorável ocorraB termodinamicamente favorável ocorra.

QueimaQueima de um de um papelpapel ——ãã d td treaçãoreação produtoproduto--

favorávelfavorável. . E E tambémtambémi ti ti ti t f á lf á l

cas

cineticamentecineticamente favorávelfavorávelumauma vezvez queque a a reaçãoreaçãot ht h i i i di i i d

es Q

uím

i tenhatenha iniciadoiniciado..

DeDe maneiramaneira geralgeral podemospodemos dizerdizer queque umauma

orm

açõe De De maneiramaneira geralgeral, , podemospodemos dizerdizer queque umauma

reaçãoreação exotérmicaexotérmica é é espontâneaespontânea..FeFe OO (s) + 2 Al(s)(s) + 2 Al(s) 2 Fe(s) + Al2 Fe(s) + Al OO (s)(s)

–Tr

ansf

o FeFe22OO33(s) + 2 Al(s) (s) + 2 Al(s) 2 Fe(s) + Al2 Fe(s) + Al22OO33(s)(s)∆H = ∆H = -- 848 kJ848 kJ

BC

0307

–B

MuitosMuitos processosprocessos espontâneosespontâneos sãosãoMuitosMuitos processosprocessos espontâneosespontâneos sãosãoendotérmicosendotérmicos ouou mesmomesmo possuempossuem ∆H = 0.∆H = 0.

cas

es Q

uím

ior

maç

õe–

Tran

sfo

NHNH44NONO33(s) +(s) + calorcalor NHNH44NONO33((aqaq))

BC

0307

– NHNH44NONO33(s) + (s) + calorcalor NHNH44NONO33((aqaq))

B

Por que NaCl, ácido acético e etanol sãosolúveis em água?solúveis em água?

Porqueca

s

Porquelh t

es Q

uím

i semelhante

orm

açõe

dissolve

–Tr

ansf

o dissolve semelhante

BC

0307

– semelhante

B

cas Podemos dizer que

t d t

es Q

uím

i todos os compostosiônicos são solúveis

orm

açõe iônicos são solúveis

em água?

–Tr

ansf

o em água?

BC

0307

–B

• Considere o NaCl (soluto) dissolvendo-se em água (solvente):

cas

es Q

uím

ior

maç

õe–

Tran

sfo

BC

0307

–B

http://www.youtube.com/watch?v=4wzgHyUwfnU

• Considere o NaCl (soluto) dissolvendo-se em água (solvente):

as ligações de hidrogênio da água têmque ser quebradas

cas

que ser quebradas

es Q

uím

i

o NaCl se dissociaem Na+ e Cl- íons são solvatados

pela água

orm

açõe

pela água

–Tr

ansf

oB

C03

07 –

formam-se forças íon-dipolo os íons são hidratadosB formam-se forças íon-dipolo os íons são hidratados(quando água é o solvente)

Há t ê f d i f ã d l ã• Há três fases de energia na formação de uma solução:– a separação das moléculas do soluto (Hrede),– a separação das moléculas do solvente (H2) e

cas

ç ( 2)a formação das interações soluto-solvente (H3).

• Definimos a variação de entalpia no processo de dissolução como

es Q

uím

i Definimos a variação de entalpia no processo de dissolução comoHdissol = Hrede + Hhidratação

orm

açõe

–Tr

ansf

oB

C03

07 –

B

Energia em processos de dissolução: Entalpia d R d E t l i Hid t ãde Rede e Entalpia Hidratação

cas

Processo de dissolução exotérmico

es Q

uím

i ç

orm

açõe

–Tr

ansf

oB

C03

07 –

B

Luciana Almeida Silva, Cláudia Rocha Martins e Jailson Bittencourt de Andrade, Quim. Nova, Vol. 27, No. 6, 1016-1020, 2004.

Energia em processos de dissolução: Entalpia d R d E t l i Hid t ãde Rede e Entalpia Hidratação

cas

es Q

uím

i Processo de dissolução endotérmico

orm

açõe

–Tr

ansf

oB

C03

07 –

B

Luciana Almeida Silva, Cláudia Rocha Martins e Jailson Bittencourt de Andrade, Quim. Nova, Vol. 27, No. 6, 1016-1020, 2004.

Portanto:

S i lib d d í

Portanto: ca

s

Se a energia liberada quando os íons se hidratam (energia de hidratação) for maior que

i á i / tí l

es Q

uím

i a energia necessária p/ romper o retículocristalino (energia reticular).

orm

açõe

–Tr

ansf

o

Dissolve

BC

0307

– Dissolve

B

• Exemplos: – O NaOH adicionado à água tem Hdissol = -44,48 kJ/mol.

O NH NO adicionado à água tem H = + 26 4 kJ/mol

cas

– O NH4NO3 adicionado à água tem Hdissol = + 26,4 kJ/mol.

– Se o Hdissol é demasiadamente endotérmico, não haverá

es Q

uím

i dissola formação de uma solução.

Exercício

orm

açõe

1. Determinar se o composto sulfato de lítio é solúvel em água a partir dos valores de sua energia reticular (Hret) e energia de

–Tr

ansf

o g ( ret) ghidratação ( Hhid ). Calcular a entalpia de dissolução (Hdissol) e escrever a equação geral do processo.

BC

0307

–

Li2SO4(s) 2Li+(g)+SO42-(g)

Hret = 2110kJ mol-1

B

2Li+(g)+SO42-(g) 2Li+(aq)+SO4

2-(aq)Hhid = - 2140 kJ mol-1

– NaCl em gasolina: as forças íon-dipolo são fracas, uma vezque a gasolina é apolar. Conseqüentemente, as forças íon-dipolo não são compensadas pela separação de íons.

Água em octano: a água tem ligações de H fortes Não há

cas

– Água em octano: a água tem ligações de H fortes. Não háforças atrativas entre a água e o octano para compensar as ligações de hidrogênio.

es Q

uím

ior

maç

õe–

Tran

sfo

BC

0307

–B

ExpansãoExpansão de um de um gásgás no no vácuovácuo: é: éti tti t tt h jh jenergeticamenteenergeticamente neutraneutra, , semsem queque hajahaja a a

liberaçãoliberação ouou absorçãoabsorção de de calorcalor ∆H = 0∆H = 0ca

ses

Quí

mi

orm

açõe

–Tr

ansf

oB

C03

07 –

B

cas

es Q

uím

ior

maç

õe–

Tran

sfo

BC

0307

–B

Suniv = Ssis + Sviz

Para um processo espontâneo: S i > 0;

cas

Para um processo espontâneo: Suniv > 0;

Mas é possível que a entropia de um sistema diminua

es Q

uím

i Mas é possível que a entropia de um sistema diminuadesde que a entropia da vizinhança aumente;

orm

açõe

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

–Tr

ansf

o ( q )

Processos espontâneos resultam na dispersão de

BC

0307

– p pmatéria e energia

B

cas

es Q

uím

ior

maç

õe E se forem 3 moléculas?

1 chance em 8 de as três moléculas permanecerem no frasco original

–Tr

ansf

o

E se forem 10 moléculas?1 chance em 1024 de todas as moléculas permanecerem no frasco

i i l

BC

0307

– original

E se forem n moléculas?

B

(½)n

k é a constante de Boltzmann (~1,38*10-23 J/K)

W representa o no de diferentes maneiras

cas

ppelas quais a energia pode ser distribuídapelos níveis disponíveis.

es Q

uím

i

Di t ib i ã d i

orm

açõe Distribuição de energia em

diferentes estados de energia, como modo de calcular a entropia

–Tr

ansf

oB

C03

07 –

B

Entropia máxima quando W tem valor máximo

cas

es Q

uím

ior

maç

õe–

Tran

sfo

BC

0307

–B

S = qrev/T

cas

es Q

uím

ior

maç

õe

S = qrev/T

–Tr

ansf

oB

C03

07 –

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

B

cas

es Q

uím

i

A entropia da água

orm

açõe A entropia da água

líquida é maior que da á ólid ( l ) 0˚ C

–Tr

ansf

o água sólida (gelo) a 0˚ C

SSoo (J/(J/K molK mol))SSoo (J/(J/K molK mol))

BC

0307

– SSoo (J/(J/K•molK•mol))

HH22O(O(liqliq)) 69,9569,95

SSoo (J/(J/K•molK•mol))

HH22O(O(liqliq)) 69,9569,95

B

HH22O(gas)O(gas) 188,8 188,8 HH22O(gas)O(gas) 188,8 188,8

cas

es Q

uím

ior

maç

õe S S aumetaaumetaligeiramenteligeiramente c/ Tc/ T

–Tr

ansf

o

S S aumentaaumentadrasticamentedrasticamente com com aa mudançamudança dede fasefase

BC

0307

– a a mudançamudança de de fasefase

B

cas

es Q

uím

i

S (gases) > S (S (gases) > S (líquidoslíquidos) > S () > S (sólidossólidos))

orm

açõe

S (gases) S (S (gases) S (líquidoslíquidos) S () S (sólidossólidos))

–Tr

ansf

oB

C03

07 – S˚(BrS˚(Br22 liqliq) < S˚(Br) < S˚(Br22 gas)gas)

B

A tA t

cas

AumentoAumento nanacomplexidadecomplexidade molecular molecular

es Q

uím

i

geralmentegeralmente levaleva a um a um aumentoaumento de de S.S.

orm

açõe

au e toau e to dede SS

–Tr

ansf

o

MaisMais maneirasmaneiras dasdas

BC

0307

– MaisMais maneirasmaneiras das das moléculasmoléculas maioresmaiores de de

girargirar sese torcertorcer ee vibrarvibrar nonoB girargirar, se , se torcertorcer e e vibrarvibrar no no espaçoespaço..

cas

es Q

uím

ior

maç

õe–

Tran

sfo

BC

0307

–B

Ar, CO2 e C3H8 possuem massas molaressemelhantes mas complexidade diferentes

EntropiaEntropia de de sólidosólido iônicoiônico dependedepende de de atraçãoatraçãocoulômbicacoulômbica

cas

coulômbicacoulômbica..

MgMg2+2+ & O& O22-- NaNa++ & F& F--

es Q

uím

i SSoo (J/(J/K•molK•mol))

MgOMgO 26.926.9

SSoo (J/(J/K•molK•mol))

MgOMgO 26.926.9

orm

açõe

NaFNaF 51.551.5NaFNaF 51.551.5

–Tr

ansf

o

EntropiaEntropia usualmenteusualmente aumentaaumenta

BC

0307

–

quandoquando um um líquidolíquido puropuro ouou sólidosólidodissolve dissolve emem um um solventesolvente..

B

Q l t ú d

cas

• Qualquer processo que aumenta o número de moléculas de gás leva a um aumento em entropia.Q d NO( ) O ( ) f NO ( )

es Q

uím

i • Quando NO(g) reage com O2(g) para formar NO2(g), o número total de moléculas de gás diminui e a entropiadiminui

orm

açõe diminui.

–Tr

ansf

oB

C03

07 –

B

∆S∆Soo = = SSoo ((produtosprodutos) ) -- SSoo ((reagentesreagentes))∆S∆Soo = = SSoo ((produtosprodutos) ) -- SSoo ((reagentesreagentes))ca

ses

Quí

mi

orm

açõe

–Tr

ansf

o

2NO(g) + O2(g) 2NO2(g)

BC

0307

–

∆S∆Soo = 2*240J/K*mol = 2*240J/K*mol –– [2*210,8 J/K*mol + 205,1 J/K*mol] [2*210,8 J/K*mol + 205,1 J/K*mol]

B ∆S∆Soo = = -- 146,7 J/K*mol146,7 J/K*mol

Mostre que a dissolução do NaCl é um processo espontâneo.

NaCl(s) NaCl(aq)

cas

Sabendo que SoNaCl(aq) = 115,5 JK-1mol-1; SoNaCl(s) = 72,11 JK-1mol-1Ho

fNaCl(aq) = -407,27 kJmol-1; HofNaCl(s) = -411,12 kJmol-1

es Q

uím

i

Sosis = SoNaCl(aq) - SoNaCl(s)

= (1mol)(115,5 JK-1mol-1) – (1mol)(72,11 JK-1mol-1) = +43,4 JK-1

orm

açõe

( )( , ) ( )( , ) ,

Hosis = Ho

fNaCl(aq) - HofNaCl(s)

(1 l)( 407 27 kJ l 1) (1 l)( 411 12 kJ l 1) +3 85 kJ

–Tr

ansf

o = (1mol)(-407,27 kJmol-1) – (1mol)(-411,12 kJmol-1) = +3,85 kJ

qviz = -Hosis = -3,85kJ

BC

0307

–

Soviz = qviz/T = -3,85kJ/298 K (1000JkJ-1) = -12,9 JK-1

So = So + So = +43 4JK-1 + ( 12 9 JK-1) = 30 5JK-1B Souniv = So

sis + Soviz = +43,4JK-1 + (-12,9 JK-1) = 30,5JK-1

Espontâneo

∆∆SSunivuniv = ∆= ∆SSvizviz + ∆+ ∆SSsissis

cas S + = S sisuniv

THsis

es Q

uím

i

MultiplicandoMultiplicando tudotudo porpor --TT

T

orm

açõe

pp pp--T∆ST∆Sunivuniv = ∆= ∆HHsissis -- T∆ST∆Ssissis

--T∆ST∆S == variaçãovariação nana energiaenergia livrelivre dede

–Tr

ansf

o --T∆ST∆Sunivuniv = = variaçãovariação nana energiaenergia livrelivre de de Gibbs no Gibbs no sistemasistema = ∆= ∆GGsistemasistema

SobSob condiçõescondições padrãopadrão

BC

0307

– Sob Sob condiçõescondições padrãopadrão ——

∆∆GGoosissis == ∆∆HHoo

sissis -- T∆ST∆SoosissisB GG sissis sissis SS sissis

cas Energia livre representa a

á i i di í l

es Q

uím

i máxima energia disponívelpara a realização do

orm

açõe para a realização do

trabalho

–Tr

ansf

o trabalho

BC

0307

–

ENERGIA LIVRE = ENERGIA DISPONÍVEL

B

∆G∆Goo = ∆H= ∆Hoo -- T∆ST∆Sooca

s

Se a Se a reaçãoreação éé•• exotérmicaexotérmica (∆H(∆Ho o < 0< 0)) ((energiaenergia liberadaliberada))

es Q

uím

i exotérmicaexotérmica (∆H(∆H < 0< 0) ) ((energiaenergia liberadaliberada))•• e a e a entropiaentropia aumentaaumenta (∆S(∆So o > 0> 0) ) ((dispersãodispersão dada

é ié i ))

orm

açõe matériamatéria))

•• Então, ∆G∆Goo é NEGATIVONEGATIVO

–Tr

ansf

o ,

R ã é tâ

BC

0307

– Reação é espontânea(produto-favorecida)B (produto-favorecida).

∆G∆Goo = ∆H= ∆Hoo T∆ST∆Soo∆G∆Goo = ∆H= ∆Hoo -- T∆ST∆Sooca

s Se a Se a reaçãoreação éé

es Q

uím

i

•• endotérmicaendotérmica (∆H(∆Hoo >> 00))•• ee aa entropiaentropia diminuidiminui (∆S(∆Soo << 00))

orm

açõe

ee aa entropiaentropia diminuidiminui (∆S(∆S << 00))•• EEntãontão,, ∆G∆Goo seráserá POSITIVOPOSITIVO

–Tr

ansf

o

é â

BC

0307

– Reação não é espontânea(reagente favorecida)B (reagente-favorecida).

∆G∆Goo == ∆H∆Hoo -- T∆ST∆Sooca

s ∆H∆Hoo ∆S∆Soo ∆G∆Goo ReaçãoReação

(( )) tt ( )( ) P dP d f idf id

es Q

uím

i exoexo((––)) aumentoaumento(+)(+) –– ProdProd--favorecidafavorecida

endoendo(+)(+) diminuiçãodiminuição((--)) ++ ReagReag--favorecidafavorecida

orm

açõe exoexo((––)) diminuiçãodiminuição((--)) ?? DependeDepende dede TT

endoendo(+)(+) aumentoaumento(+)(+) ?? DependeDepende dede TT

–Tr

ansf

o endoendo( )( ) aumentoaumento( )( ) ?? DependeDepende dede TT

BC

0307

–B

∆G∆Goo == ∆H∆Hoo -- T∆ST∆Sooca

s DoisDois métodosmétodos p/p/ calcularcalcular ∆G∆Goo

es Q

uím

i

a)a) DetermineDetermine ∆H∆Hoo ee ∆S∆Soo dada reaçãoreação ee useuse nanaequaçãoequação dede GibbsGibbs..

orm

açõe

q çq ç

b)b) UseUse osos valoresvalores tabeladostabelados dede energiaenergia

–Tr

ansf

o

livrelivre dede formaçãoformação,, ∆∆GGffoo..

BC

0307

–

∆∆GGoo ==∆∆GG oo ((produtosprodutos)) ∆∆GG oo ((reagentesreagentes))∆∆GGoo ==∆∆GG oo ((produtosprodutos)) ∆∆GG oo ((reagentesreagentes))B ∆∆GGooreaçãoreação ==∆∆GGff

oo ((produtosprodutos) ) -- ∆∆GGffoo ((reagentesreagentes))∆∆GGoo

reaçãoreação ==∆∆GGffoo ((produtosprodutos) ) -- ∆∆GGff

oo ((reagentesreagentes))

cas

es Q

uím

ior

maç

õe–

Tran

sfo

BC

0307

–

∆∆G˚G˚ff = 0 = 0 parapara o o elementoelemento ouou substânciasubstância simples no simples no estadoestado padrãopadrãoB estadoestado padrãopadrão

ExemploExemplo: : CalculeCalcule o Δo ΔGGooreaçãoreação

CC22HH22(g) + 5/2 O(g) + 5/2 O22(g) (g) 2 CO2 CO22(g) + H(g) + H22O(g)O(g)ca

s

Use as Use as entalpiasentalpias de de formaçãoformação p/ p/ calcularcalcular ∆∆HHooreaçãoreação

∆∆HHooreaçãoreação = = --1255,6 1255,6 kJkJ

es Q

uím

i reaçãoreação ,,Use as Use as entropiasentropias p/ p/ calcularcalcular ∆∆SSoo

reaçãoreação

∆∆SSoo == 9797 33 J/KJ/K ouou 0 09730 0973 kJ/KkJ/K

orm

açõe ∆∆SSoo

reaçãoreação = = --9797,3,3 J/K J/K ouou --0,0973 0,0973 kJ/KkJ/K∆∆GGoo

reaçãoreação == --12551255,,66 kJkJ -- ((298298 K)(K)(--00,,09730973 kJ/KkJ/K))

–Tr

ansf

o == --12261226,,6060 kJkJReaçãoReação éé produtoproduto--favorecidafavorecida apesarapesar dada ∆∆SSoo

reaçãoreação<< 00

BC

0307

– reaçãoreação

ReaçãoReação éé favorecidafavorecida pelapela entalpiaentalpiaB ReaçãoReação éé favorecidafavorecida pelapela entalpiaentalpia

ExemploExemplo: : CalculeCalcule o Δo ΔGGooreaçãoreação

cas

es Q

uím

ior

maç

õe

NHNH44NONO33(s) + (s) + calorcalor NHNH44NONO33((aqaq))

–Tr

ansf

o

A A dissoluçãodissolução do do nitratonitrato de de amônioamônio é é produtoproduto--f idf id ??

44 33 44 33

BC

0307

– favorecidafavorecida? ?

B

É É favorecidafavorecida pelapela entalpiaentalpia ouou entropiaentropia??

ExemploExemplo: : CalculeCalcule o Δo ΔGGooreaçãoreação

NHNH44NONO33(s) +(s) + calorcalor NHNH44NONO33((aqaq))

cas Das Das tabelastabelas encontramosencontramos

NHNH44NONO33(s) + (s) + calorcalor NHNH44NONO33((aqaq))

es Q

uím

i

∆H∆Hoo = += +25,7 25,7 kJkJ∆S∆Soo = += +108 7108 7 J/KJ/K ouou ++0 10870 1087 kJ/KkJ/K

orm

açõe ∆S∆S = += +108,7 108,7 J/K J/K ouou ++0,1087 0,1087 kJ/KkJ/K

∆G∆Goo == ++2525,,77 kJkJ -- ((298298 K)(+K)(+00,,10871087 J/K)J/K)66 77 kJkJ

–Tr

ansf

o == --66,,77 kJkJOO processoprocesso éé produtoproduto--favorecidofavorecido apesarapesar dada

BC

0307

–

∆∆HHoo >> 00..

B

OO processoprocesso éé favorecidofavorecido pelapela entropiaentropia

H < 0 ( té i ) G < 0 Favorável

cas

(exotérmico) G 0

es Q

uím

i

G = H - TS

orm

açõe

–Tr

ansf

o

QuandoFavorável TS > H

BC

0307

– H > 0 (endotérmico)

Desfavorável TS < HB Desfavorável TS < H

ExemploExemplo: : CalculeCalcule o Δo ΔGGooreaçãoreação

∆∆GGooreaçãoreação ==∆∆GGff

oo ((produtosprodutos) ) -- ∆∆GGffoo ((reagentesreagentes))∆∆GGoo

reaçãoreação ==∆∆GGffoo ((produtosprodutos) ) -- ∆∆GGff

oo ((reagentesreagentes))ca

s

C(C(grafitegrafite) + O) + O22(g)(g) COCO22(g)(g)

es Q

uím

i C(C(grafitegrafite) O) O22(g) (g) COCO22(g) (g) ∆∆GGoo

reaçãoreação == ∆∆GGffoo(CO(CO22)) -- [∆[∆GGff

oo((grafgraf)) ++ ∆∆GGffoo(O(O22)])]

∆G∆Goo == 394394 44 kJkJ [[ 00 ++ 00]]

orm

açõe ∆G∆Goo

reaçãoreação == --394394,,44 kJkJ -- [[ 00 ++ 00]]EnergiaEnergia livrelivre dede formaçãoformação dede substânciassubstâncias simplessimples

t dt d d ãd ã éé 00!!

–Tr

ansf

o nono estadoestado padrãopadrão éé 00!!∆G∆Goo

reaçãoreação == --394394,,44 kJkJ

BC

0307

– çç

ReaçãoReação éé produtoproduto--favorecidafavorecida comocomo esperadoesperadoB ReaçãoReação éé produtoproduto favorecidafavorecida comocomo esperadoesperado

2 Fe2 Fe22OO33(s) + 3 C(s)(s) + 3 C(s) 4 Fe(s) + 3 CO4 Fe(s) + 3 CO22(g)(g)

cas

2 Fe2 Fe22OO33(s) + 3 C(s) (s) + 3 C(s) 4 Fe(s) + 3 CO4 Fe(s) + 3 CO22(g)(g)∆∆HHoo

reaçãoreação = += +467,9 467,9 kJkJ ∆∆SSooreaçãoreação = += +560,3 560,3 J/KJ/K

∆∆GGoo ++300 8300 8 kJkJ

es Q

uím

i ∆∆GGooreaçãoreação = += +300,8 300,8 kJkJ

ReaçãoReação éé reagentereagente--favorecidafavorecida a 298 Ka 298 K

orm

açõe

A A qualqual T o ∆T o ∆GGooreaçãoreação passapassa de (+) de (+) parapara ((--), ), ouou sejaseja

–Tr

ansf

o qq reaçãoreação pp ( )( ) pp (( ),), jjse se tornatorna espontâneaespontânea? ?

QuandoQuando ∆∆GGooãã = 0 = ∆H= 0 = ∆Hoo

ãã -- T∆ST∆Sooãã

BC

0307

– QuandoQuando ∆∆GG reaçãoreação 0 ∆H 0 ∆H reaçãoreação T∆ST∆S reaçãoreação

835 1KkJ 467,9HT reação

B 835,1K = kJ/K 0,5603

,=S

= Treação

ç

cas

es Q

uím

i

Zn(s) + H2SO4 (l) ZnSO4(aq) + H2(g)

ddp = + 0 763 V

orm

açõe ddp = + 0,763 V

Cu(s) + HNO3(l) Cu(NO3)2(aq) + H2(g)

–Tr

ansf

o ( ) ( ) ( q) (g)

ddp = - 0,337 V

BC

0307

–B

O O E˚ E˚ tambémtambém estáestárelacionadorelacionado com ∆com ∆G?G? SIM!SIM!

cas

relacionadorelacionado com ∆com ∆G?G? SIM!SIM!

es Q

uím

ior

maç

õe–

Tran

sfo

BC

0307

–B

cas

Michael FaradayMichael Faraday17911791--18671867

es Q

uím

ior

maç

õe

ΔGΔGoo n F n F EEoo

–Tr

ansf

o ΔGΔGoo = = -- n F n F EEoo

BC

0307

–

F = F = ConstanteConstante de Faraday = 9.6485 x 10de Faraday = 9.6485 x 1044 J/J/V•molV•mol; ; ee n é on é o númeronúmero de moles dede moles de elétronselétrons transferidostransferidosB e e n é o n é o númeronúmero de moles de de moles de elétronselétrons transferidostransferidos

Zn(s) + H2SO4 (l) ZnSO4(s) + H2(g)

G FE

cas

G = -nFEG = -2* 9.6485 x 109.6485 x 1044 J/J/V•molV•mol*0,763V*0,763VG = - 147,2 KJ/mol

es Q

uím

i

EEoo > 0 > 0 portantoportanto ∆G∆Go o < 0 < 0

produtoproduto espontâneaespontânea

orm

açõe produtoproduto--

favorecidafavorecidaespontâneaespontânea

–Tr

ansf

o

Cu(s) + HNO3(l) Cu(NO3)2 + H2

G = -2* 9.6485 x 109.6485 x 1044 J/J/V•molV•mol*(*(--0,337V)0,337V)

BC

0307

– (( , ), )G = + 65,0 KJ/mol

EEoo < 0 < 0 portantoportanto ∆G∆Go o > 0 > 0

B

NÃO NÃO espontâneaespontânea

Onde estudar?Onde estudar?1) ATKINS, P., JONES, L., Princípios de Química - Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente, 3 ed., Porto Alegre: Bookman, 2006.

2) KOTZ, J. C., TREICHEL Jr., P., Química Geral e Reações Químicas, Vol. 1 e 2, 1 ed., São Paulo:

cas

Thomson Pioneira, 2005.

3) BRADY, J., HOLUM, J.R., RUSSELL, J. W., Química - a Matéria e Suas Transformações, V. 2, 3 ed., Rio de Janeiro: LTC, 2003.

es Q

uím

i

4) BROWN, T.L., Le MAY Jr., H.E.; BURSTEN, B.E., Química - a Ciência Central, 9 ed., São Paulo: Pearson, 2005.

orm

açõe 5) BROWN, L. S., HOLME T.A., Química Geral Aplicada à Engenharia, São Paulo: Cengage, 2009.

6) HOLUM, J.R., RUSSELL, J. W., BRADY, J., Química - a Matéria e Suas Transformações, V. 1, 3 ed., Rio de Janeiro: LTC, 2002.

–Tr

ansf

o

7) MAHAN, B.M., MYERS, R.J., Química – um Curso Universitário, 4 ed., São Paulo: Ed. Blücher, 1996.

8) MASTERTON, W.L., Princípios de Química, 6 ed., Rio de Janeiro: LTC, 1990.

BC

0307

–

Conceitos que devem ser estudados: 1a, 2a e 3a Lei da termodinâmica entropia energia livre de GibbsB termodinâmica, entropia, energia livre de Gibbs, espontaneidade de reações, solubilidade.