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Fsico- Qumica
Termoqumica
Nayara de Araujo Alves
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Um dos maiores problemas da humanidade, desde a pr-
histria, encontrar uma maneira de produzir energia.
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Energia para a manuteno da vida, para o funcionamento
de indstrias, para o lazer, entre outros.
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A queima da madeira, do carvo, da gasolina, etc produz muita luz
e calor. Muitas outras reaes tambm liberam bastante energia...
...e outras s ocorrem se receberem energia, como nos
vegetais, que necessitam da luz solar.
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Essa relao entre as REAES QUMICAS e a ENERGIA
so objeto de estudo da
TERMOQUMICA!!
A fonte primria de
energia do nosso planeta
o SOL., que aquece,
ilumina e, principalmente
nos vegetais, sua energia
usada na fotossntese.
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Termoqumica
Estuda a quantidade de calor (forma de energia) absorvida ou
desprendida numa reao qumica.
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Reaes qumicas ENERGIA ENERGIA Reaes qumicas
Queima de uma vela: energia
luminosa e calor
Energia luminosa produz
reaes qumicas responsveis
pela FOTOSSNTESE
Motor de um automvel: energia
mecnica
Energia mecnica (choque,
pancada) pode provocar uma
reao qumica de detonao
(exploso)
Pilha ou bateria: energia eltrica Energia na forma de calor
cozinham os alimentos
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TERMOQUMICA
REAES EXOTRMICAS
REAES ENDOTRMICAS
LIBERAM CALOR
O AMBIENTE AQUECIDO
ABSORVEM CALOR
O AMBIENTE RESFRIADO
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Reao de combusto: LIBERA energia
EXOTRMICA (EXO= PARA FORATHERME= CALOR)
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Reao de decomposio do carbonato de clcio:
ABSORVE energia
ENDOTRMICA (ENDO= PARA DENTROTHERME= CALOR)
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Medidas
Caloria Quantidade de calor usada para aumentar a
temperatura
de 1 g de alguma substncia
em 1C
1 cal = 4,18 JSistema
Internacional de
Unidades (SI)
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Como medir a quantidade de calor que varia numa reao ?
=
Onde,
= ;
= ;
= ;
= .
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1-) Considere que o calor especfico de um material
presente nas cinzas seja c = 0,8 J/gC . Supondo que esse
material entra na turbina a 20C , a energia cedida a uma
massa m = 5 g do material para que ele atinja uma
temperatura de 880C igual a?
Questo - UNICAMP 2011
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Resoluo
As unidades esto todas em de acordo no havendo necessidade de
converte-las (massa em gramas e temperatura em C) portanto,
temos:
=
= 5.0,8.(880-(-20)) = 3600J
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Por que as reaes liberam ou absorvem calor?
Qualquer substncia/matria possui certa quantidade
de ENERGIA INTERNA (E) que est armazenada,
principalmente na forma de ENERGIA DE LIGAO
entre os tomos.
Considerando um sistema hermeticamente fechado!
No comum.
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Mais frequente...SISTEMA ABERTO!
Contato com a atmosfera!
REAO QUMICA ACONTECENDO
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o contedo global de energia (calor) de um sistema.
Medir a entalpia de uma reao muito difcil, por isso, mede-se
a
variao desta energia do sistema.
Logo,
= f I ou = prod reag
Entalpia
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2-) Considere a decomposio da gua oxigenada, em condies
normais,
descrita pela equao:
H2O2(l) H2O(l) + O2(g) H = -98,2kJ/mol
Com base na informao sobre a variao de entalpia, classifique
a reao como exotrmica ou endotrmica e justifique sua
resposta.
Calcule a variao de entalpia na decomposio de toda a gua
oxigenada
contida em 100 mL de uma soluo aquosa antissptica que contm
gua oxigenada na concentrao de 3 g/100 mL.
Questo UNESP 2012- 2 Fase
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Resoluo
A variao de entalpia pode ser expressa pela seguinte equao:
= prod reag
Como H < 0, conclumos que reag > prod , indicando que a
reao exotrmica, isto , libera calor.
1 mol de H2O2(l) libera 98,2 kJ.
34,02 g 98,2 kJ
3 g x
x = 8,66 kJ
H = 8,66 kJ/3 g
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Geralmente, os sistemas ocorrem em aberto, isto , em contato com
a
atmosfera. Neste caso, quando as reaes liberam gases, estes
iro
empurrar o ar atmosfrico, ou seja, exercer um trabalho contra
a
presso atmosfrica, que chamado TRABALHO DE EXPANSO.
A entalpia da reao pode ser calculada tambm como a soma da
energia interna (E) com o trabalho de expanso (W).
= +
Princpio da Conservao da Energia
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Para reaes exotrmicas: = prod reag < 0
Para reaes endotrmicas: = prod reag > 0
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Grficos de Entalpia
H < 0H > 0
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Fatores que influenciam o H
Temperatura
Estado Fsico
Se a reao ocorre ou no em soluo
Forma alotrpica
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Formao da gua
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O calor envolvido recebe denominao especial
dependendo do tipo de reao:
Reao de formao: calor de formao;
Reao de combusto: calor de combusto;
Reao de neutralizao: calor de neutralizao.
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Calor de formao (f )
a variao de entalpia na formao/gerao de 1 mol
de molculas de um composto a partir dos elementos
em seus estados padro. Seguem s condies:
um mol de substncia simples; condies ambientes de 25C e 1 atm;
Estado altropo mais estvel.
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Calor de combusto
Combusto a reao entre um combustvel e um
comburente (principalmente o oxignio gasoso),
havendo liberao de calor. Sendo assim, o calor de
combusto a variao de entalpia na combusto total
de 1 mol de molcula de substncia, em condies
ambientes de 25C e 1 atm.
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Calor de neutralizao
a variao de entalpia observada na neutralizao de
1 mol de ons H+ com 1 mol de ons OH- em solues
diludas.
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Energia de ligao
a variao de energia na quebra de 1 mol de ligao
