TERMOQUÍMICATERMOQUÍMICA

É a parte da Química que estuda as É a parte da Química que estuda as variações de energia que variações de energia que acompanham as reações químicas.acompanham as reações químicas.

ENTALPIA DE UM SISTEMA (H):ENTALPIA DE UM SISTEMA (H):

Pode ser conceituada como o conteúdo Pode ser conceituada como o conteúdo energético do sistema. energético do sistema.

VARIAÇÃO DE ENTALPIA (VARIAÇÃO DE ENTALPIA (H)H)

H= Hp – Hr,H= Hp – Hr,

sendo que Hp é a entalpia dos produtos e sendo que Hp é a entalpia dos produtos e Hr é a entalpia dos reagentes.Hr é a entalpia dos reagentes.

REAÇÃOREAÇÃO EXOTÉRMICAEXOTÉRMICA: :

É aquela que libera calor. É aquela que libera calor.

Hp < HrHp < Hr H < 0 H < 0

C C (s)(s) + O + O

2 (g)2 (g) CO CO2 (g)2 (g) H = - 94,0 Kcal/mol.H = - 94,0 Kcal/mol.

ouou

C C (s)(s) + O + O

2 (g)2 (g) CO CO2 (g)2 (g) + 94,0 Kcal/mol + 94,0 Kcal/mol

ouou

C C (s)(s) + O + O

2 (g)2 (g) - 94,0 Kcal - 94,0 Kcal CO CO2 (g)2 (g)

Exemplo:Exemplo:

E1= energia dos reagentes (r) E2= energia do complexo E1= energia dos reagentes (r) E2= energia do complexo ativado (CA)ativado (CA)E3= energia dos produtos (p) b=energia de ativação da reação E3= energia dos produtos (p) b=energia de ativação da reação diretadiretac=variação de entalpia (D H= Hp – Hr)c=variação de entalpia (D H= Hp – Hr)

Gráfico de Entalpia: Reação ExotérmicaGráfico de Entalpia: Reação Exotérmica

REAÇÃO ENDOTÉRMICAREAÇÃO ENDOTÉRMICA: :

É aquela que absorve calor. É aquela que absorve calor.

Hp > HrHp > Hr

H > 0H > 0

NN2(l)2(l) + O + O2(g)2(g) 2NO 2NO (g) (g) H = + 42 Kcal/mol.H = + 42 Kcal/mol.

ouou

NN2(l)2(l) + O + O2(g) 2(g) + 42 Kcal + 42 Kcal 2 NO 2 NO(g)(g)

ouou

NN2(l)2(l) + O+ O2(g)2(g) 2 NO 2 NO (g)(g) - 42 Kcal - 42 Kcal

Exemplo:Exemplo:

E1= energia dos reagentes (r) E2= energia do complexo ativado E1= energia dos reagentes (r) E2= energia do complexo ativado (CA)(CA)E3= energia dos produtos (p) b=energia de ativação da reação E3= energia dos produtos (p) b=energia de ativação da reação diretadiretac=variação de entalpia (D H= Hp – Hr)c=variação de entalpia (D H= Hp – Hr)

Gráfico de Entalpia: Gráfico de Entalpia: ReaçãoReação EndotérmicaEndotérmica

CALOR OU ENTALPIA DE CALOR OU ENTALPIA DE FORMAÇÃO:FORMAÇÃO:

É a quantidade de calor libertada ou É a quantidade de calor libertada ou absorvida na formação de um mol absorvida na formação de um mol dessa substância à partir de dessa substância à partir de substâncias simples no estado padrão. substâncias simples no estado padrão.

Exemplo:Exemplo:

HH2(g)2(g) + ½ O + ½ O2(g) 2(g) H H22OO(g) (g) H= -68,3 KcalH= -68,3 Kcal

½ H½ H2(g)2(g) + I + I2(g)2(g) HI HI(g) (g) H= -6,2 KcalH= -6,2 Kcal

Entalpia Padrão (Entalpia Padrão (H)H)

A entalpia de uma substância simples, a 1 A entalpia de uma substância simples, a 1 atm e 25ºC,no estado padrão e forma atm e 25ºC,no estado padrão e forma alotrópica mais estável, é considerada alotrópica mais estável, é considerada igual a zero.igual a zero.

HH2(g)2(g).................... H=0.................... H=0

OO2(g)2(g).................... H=0.................... H=0

OO3(g)3(g).................... H.................... H00

CC(grafite)(grafite).................H=0.................H=0

CC(diamante)(diamante)............. H............. H00

Entalpia de uma substância composta:Entalpia de uma substância composta:

É a entalpia de formação dessa É a entalpia de formação dessa substância a 1 atm e 25ºC, partindo-se de substância a 1 atm e 25ºC, partindo-se de substância simples no estado e forma substância simples no estado e forma alotrópica mais comuns.alotrópica mais comuns.

CALOR OU ENTALPIA DE COMBUSTÃO: CALOR OU ENTALPIA DE COMBUSTÃO:

É a variação de entalpia que ocorre na É a variação de entalpia que ocorre na combustão de 1 mol de uma substância a 25ºC combustão de 1 mol de uma substância a 25ºC e 1 atm de pressão. e 1 atm de pressão.

Exemplo:Exemplo:

CC(s)(s) + O + O2(g)2(g) CO CO2(g)2(g) H= -94 Kcal/molH= -94 Kcal/mol

CHCH4(g)4(g) + 2O + 2O2(g)2(g) CO CO2(g)2(g) + 2H + 2H22OO(g)(g) H= -213 Kcal/ molH= -213 Kcal/ mol

LEI DE HESSLEI DE HESS

"A "A variação de entalpiavariação de entalpia envolvida numa envolvida numa reação química, sob determinadas reação química, sob determinadas condições experimentais, condições experimentais, depende depende

exclusivamente da entalpia inicial dos exclusivamente da entalpia inicial dos reagentes e da entalpia final dos reagentes e da entalpia final dos

produtosprodutos, seja a reação executada em , seja a reação executada em uma única etapa ou em várias etapas uma única etapa ou em várias etapas

sucessivas".sucessivas".

Essa lei é muito útil para determinar Essa lei é muito útil para determinar indiretamente calor de reação, impossível de indiretamente calor de reação, impossível de ser medido experimentalmente. O calor total ser medido experimentalmente. O calor total liberado ou absorvido nas reações liberado ou absorvido nas reações sucessivas: sucessivas:

AA B e B B e B C C

é igual ao calor liberado ou absorvido na é igual ao calor liberado ou absorvido na reação reação

A A C. C.

O calor liberado ou absorvido na reação A O calor liberado ou absorvido na reação A C não depende do número de estados C não depende do número de estados intermediários.  intermediários.  

Conseqüências da Lei de HessConseqüências da Lei de Hess

Podemos trabalhar com equações químicas Podemos trabalhar com equações químicas como se fossem equações matemáticas, isto como se fossem equações matemáticas, isto é, permite calcular o   é, permite calcular o   de uma determinada de uma determinada reação x (incógnita) pela soma de reações de  reação x (incógnita) pela soma de reações de  conhecidos, cujo resultado seja a reação conhecidos, cujo resultado seja a reação de x.de x.

Lembre-se de que, ao multiplicar ou dividir os Lembre-se de que, ao multiplicar ou dividir os coeficientes de uma reação termoquímica por coeficientes de uma reação termoquímica por um número qualquer, deve-se multiplicar ou um número qualquer, deve-se multiplicar ou dividir o valor de dividir o valor de   desta reação pelo   desta reação pelo mesmo número.mesmo número.

EX: Podemos obter NHEX: Podemos obter NH44Cl(aq) por 2 caminhos Cl(aq) por 2 caminhos diferentes.diferentes.

1º caminho:1º caminho:

NHNH33(g ) + HCl(g) (g ) + HCl(g) NH NH44Cl(s) Cl(s) H = -41,9 KcalH = -41,9 Kcal++

NHNH44Cl(s) + HCl(s) + H22O O NH NH44Cl(aq) Cl(aq) H = -3,9 KcalH = -3,9 Kcal

NHNH33(g) + HCl(g) + H(g) + HCl(g) + H22O O NH NH44Cl(aq) Cl(aq) H=-38 KcalH=-38 Kcal

2º caminho2º caminho::

NHNH33 (g ) + H (g ) + H22O O NH NH33 (aq) (aq) H = -8,5 KcalH = -8,5 Kcal

++

HCl (g) + HHCl (g) + H22O O HCl(aq) HCl(aq) H = -17,3 KcalH = -17,3 Kcal

++

NHNH33 (aq ) + HCl(aq) (aq ) + HCl(aq) NH NH44Cl(aq)Cl(aq) H= -12,2 KcalH= -12,2 Kcal

NHNH33(g ) + HCl(g) + H(g ) + HCl(g) + H22O O NH NH44Cl(aq) Cl(aq) H= - 38 KcalH= - 38 Kcal

ENERGIA DE LIGAÇÃO:ENERGIA DE LIGAÇÃO:

É a energia necessária para romper um É a energia necessária para romper um mol de ligações quando se obtêm os mol de ligações quando se obtêm os átomos isolados no estado gasoso.átomos isolados no estado gasoso.

A principal aplicação prática é permitir o A principal aplicação prática é permitir o cálculo da variação de entalpia de cálculo da variação de entalpia de reações, conhecendo-se as energias de reações, conhecendo-se as energias de ligações.ligações.

Veja esse exemplo, reagindo gás hidrogênio Veja esse exemplo, reagindo gás hidrogênio (H(H22) e gás cloro (Cl) e gás cloro (Cl22), formando cloridreto (HI).), formando cloridreto (HI).

LigaçãoLigação E de ligação E de ligação (Kcal/mol)(Kcal/mol)

Cl Cl Cl Cl 58,058,0

H H H H 104,2104,2

H H Cl Cl 103,2103,2

C C C C 83,183,1

C C H H 98,898,8

C C H (metano) H (metano) 99,599,5

C C Cl Cl 78,578,5

REAGENTESREAGENTES

A quebra de uma ligação é um processo A quebra de uma ligação é um processo endotérmico endotérmico

((H > 0): SINAL (+)H > 0): SINAL (+)

PRODUTOS PRODUTOS

A formação de uma ligação é um A formação de uma ligação é um processo Exotérmico processo Exotérmico

((H H 0): SINAL (-) 0): SINAL (-)

HH22 + Cl + Cl22 2 HCl 2 HCl

H - H + Cl - Cl H - H + Cl - Cl 2 H-Cl 2 H-Cl

+104,0 +58,0 2 x(-103,0) +104,0 +58,0 2 x(-103,0)

H = -44,0 KcalH = -44,0 Kcal