Termoquimica Com Imagens
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OLÁ!
Nesse momento você está
sentindo frio ou calor?
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Termoquímica
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Introdução
Um dos grandes problemas mundiais é a constante necessidade de geração de energia.
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A Termoquímica aplicada de forma consciente possibilita uma solução viável (econômica e ecológica) para essa crescente demanda aliada à conservação da natureza.
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O ciclo da água envolve troca de calores
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DefiniçãoA Termoquímica estuda a quantidade de
energia, na forma de calor, envolvida numa transformação química, sendo que uma reação química pode liberar ou absorver calor.
A Termoquímica é um ramo da termodinâmica que se ocupa com a liberação e a absorção de calor durante uma transformação (Russel, 1981)
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Tipos de Transformações
• Exotérmicas:– São aquelas que liberam calor.
• Exemplo: queima de carvão
C(s) + O2(g) CO⃗ 2(g) + calor
• Endotérmicas:– São aquelas que absorvem calor.
• Exemplo: decomposição do calcário.
CaCO3 + calor CaO + CO⃗ 2(g)
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Entalpia de uma substância
Lei da conservação da Energia:– A energia não pode ser criada e nem destruída,
apenas transformada.
• Entalpia (H):– É o conteúdo calorífico de uma substância.
– A diferença entre a entalpia final(Hf) e a entalpia inicial(Hi) chama-se: diferença ou variação de Entalpia (H).
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Variação de Entalpia (H)
É o calor liberado ou absorvido quando uma reação química é realizada à pressão constante.
H = Hprodutos – Hreagentes
Ex: H2 (l) + 1/2 O2(g) H2O(l)
H = - 68,5 kcal/mol
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Reações Exotérmicas
São reações que liberam energia (calor).
H = Hp – Hr
H<0
calor
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Formas de se Apresentar uma
Reação Exotérmica
Cgraf + O2(g) CO2(g) + 393 kJ
ou
Cgraf + O2(g) CO2(g) H = -393 kJ
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Reações EndotérmicasSão reações que absorvem energia (calor).
H = Hp – Hr
H > 0
calor
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Formas de se Apresentar uma
Reação Endotérmica
2Cgraf + 2H2(g) + 52 kJ C2H4(g)
2Cgraf + 2H2(g) C2H4(g) H = +52 kJ
2Cgraf + 2H2(g) C2H4(g) – 52 kJ
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Exercício
1.(UEFS – BA) Considere-se a reação:
H2(g) + ½ O2(g) H2O(l) H = - 68,3 kcal
Pode-se afirmar, em relação à formação de 1 mol de água, que há:
a) absorção de 68,3 kcal e a reação é endotérmica.b) absorção de 68,3 kcal e a reação é exotérmica.c) liberação de 68,3 kcal e a reação é exotérmica.d) liberação de 68,3 kcal e a reação é endotérmica.e) liberação de 68,3 kcal e a reação é atérmica.
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Exercício
2.(UERJ) Ao se dissolver uma determinada quantidade de Cloreto de Amônio em água a 25 oC, obteve-se uma solução cuja temperatura foi de 15 oC. A transformação descrita caracteriza um processo do tipo:
a) Atérmico.b) Adiabático.c) Isotérmicod) Exotérmico.e) Endotérmico.
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Estado padrão• Estado físico mais estável;
• Forma alotrópica mais estável;
• Forma cristalina mais estável;
• Nas condições:• Temperatura = 25 oC• Pressão = 1 atm
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Formas alotrópicas
ElementoForma alotrópica
mais estávelForma alotrópica
menos estável
Oxigênio O2 O3
Carbono Cgrafite Cdiamante
Enxofre Srômbico Smonoclínico
Fósforo Pvermelho Pbranco
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Fatores que influem nas entalpias
Os principais fatores que afetam a H de uma reação são:– Estado físico dos reagentes e dos produtos.
Hgasoso > Hlíquido > Hsólido
– Estado alotrópico dos reagentes e produtos:• A forma alotrópica de menor entalpia é a mais
estável.
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Convenção Importante• Substância simples, no estado padrão,
tem entalpia iguala zero (H=0).
• Exemplos (25oC, 1 atm):– Cgrafite H⇛ = 0
– Cdiamante ⇛ H ≠ 0
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O2(L) ⇛ H ≠ 0
O2(G) H = 0⇛
O(atomico) ⇛ H ≠ 0
O3(g) ⇛ H ≠ 0
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Entalpia Padrão de Formação - Ho
f É a variação de entalpia associada à formação de um mol de uma substância a partir das substâncias simples correspondentes, no estado padrão.
Exemplo:– Formação da H2O(l)
H2(G) + ½ O2(G) H2O(L) Hof = -285,5 kJ
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Entalpia Padrão de Combustão
É a variação de entalpia associada à combustão completa de um mol de uma substância, supondo-se no estado padrão todas as substâncias envolvidas na reação.
Exemplo:– Combustão padrão do Metano (CH4).
CH4(G) + 2 O2(G) CO2(G) + 2 H2O(L) H = -890,4 kJ
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Entalpia Padrão de Neutralização
É a variação de entalpia verificada na neutralização de 1 mol de H+ por 1 mol de OH-, supondo-se todas as substâncias em diluição total ou infinita, a 25 oC e 1 atm.
Exemplo:
HClaq + NaOHaq NaClaq + H2O(L) H = -57,9 kJ
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Entalpia de Ligação
É a variação de entalpia verificada na quebra de 1 mol de um determinada ligação química, supondo-se todas as substâncias no estado gasoso, a 25 oC e 1 atm.Exemplo:
CH4(G) C(G) + 4 H(G) H = +1.651,6 kJ
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Lei de Hess A variação de entalpia em uma reação química depende apenas dos estados inicial e final da reação. H1 = H2+ H3
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Exemplo: Transformação da água líquida em gasosa
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Calcule a variação de entalpia da reação abaixo
4 NH3 + 7 O2 → 4 NO2 + 6 H2O ΔH = ?• Para determinar o valor de Δ H desse processo,
parte-se das seguintes reações, representadas pelas seguintes equações:
• Equação 1: N2 + 3 H2 → 2 NH3 Δ H = - 92 kj• Equação 2: N2 + 2O2 → 2 NO2 Δ H = + 68 kj• Equação 3: H2 + ½ O2 → H2O Δ H = - 286 kj
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Resolução:
( x 4 inverter) 4 NH3 → 2 N2 + 6 H2 Δ H = + 92 kj (x 2)(x 2 copiar) 2 N2 + 4 O2 → 4 NO2 Δ H = + 68 kj ( x 2 )(x 6 copiar) 6 H2 + 3 O2 → 6 H2O Δ H = - 286 kj (x 6)
4 NH3 + 7 O2 → 4 NO2 + 6 H2O
Δ H = 184 + 136 - 1716 Δ H = - 1396 Kj
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FUI!