TERMOQUÍMICA É o estudo do calor

envolvido nas reações químicas.

http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Streichholz.jpg

http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Fire_triangle.svg

ENTALPIA (H): É a energia total de um sistema medida à pressão constante.

Não é possível medir a entalpia, mede-se a variação de entalpia ou calor de reação (ΔH).

CLASSIFICAÇÃO DAS REAÇÕES TERMOQUÍMICAS:

I- EXOTÉRMICAS: Liberam energia.Ex: combustão, respiração animal, dissolução da sodacáustica em água, processos físicos de (solidificação, condensação eressublimação)....

http://pt.wikipedia.org/wiki/Vela

I- ENDOTÉRMICAS: Absorvem energia.Ex: fotossíntese, cozimento dos alimentos,processos físicos de (fusão, vaporização esublimação)...

http://pt.wikipedia.org/wiki/Ebuli%C3%A7%C3%A3o

Gráfico para Reação Exotérmica

HR

HP

caminho da reação

Entalpia (H)

Fonte: Rosana N. R. Campos

Gráfico para Reação Endotérmica

HP

HR

caminho da reação

Entalpia (H)

Fonte: Rosana N. R. Campos

SÓLIDO GASOSOLÍQUIDO

FUSÃO VAPORIZAÇÃO

SUBLIMAÇÃO

SOLIDIFICAÇÃO CONDENSAÇÃO

RESSUBLIMAÇÃO

Mudanças de Estado Físico da

Matéria

Fonte: Rosana N. R. Campos

SUBSTÂNCIA SIMPLES NO ESTADO PADRÃO E ESTADO ALOTRÓPICO MAIS COMUM TEM ENTALPIA ZERO.

C (grafite) H=0 C (diamante)

H≠0

O2 (gasoso) H=0 O3 (gasoso) H≠0

S (rômbico) H=0 S (monoclínico)

H≠0

Pn (vermelho) H=0 P4 (branco) H≠0

ESTADOS ALOTRÓPICOS MAIS COMUNS

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/36/Diamond.jpg

CARBONO

OXIGÊNIO

GRAFITE DIAMANTE

O3 (OZÔNIO)O 2 (incolor)

http://pt.wikipedia.org/wiki/Camada_de_oz%C3%B4nio

http://pt.wikipedia.org/wiki/Oxig%C3%AAnio

http://pt.wikipedia.org/wiki/Grafite

ENXOFRE

FÓSFORO

BRANCO VERMELHO

MONOCLÍNICO RÔMBICO

http://pt.wikipedia.org/wiki/Enxofre_r%C3%B4mbico

http://www.diaadia.pr.gov.br/tvpendrive/arquivos/File/imagens/5geografia/2fosforo_branco.jpg

http://www.diaadia.pr.gov.br/tvpendrive/arquivos/File/imagens/5geografia/2fosforo.jpg

Tipos de entalpias (calores de reação).

1. Entalpia ou calor de Formação.

2. Entalpia ou calor de Decomposição.

3. Entalpia de Combustão.4. Entalpia de Dissolução.5. Entalpia de Neutralização.6. Entalpia ou Energia de

Ligação.

1- Entalpia de Formação (Hf)

Corresponde a energia envolvida na

formação de um mol de substância a

partir de substâncias simples, no

estado alotrópico mais comum.Exemplos: H2(g) + ½ O2(g) H2O(l) Hf= - 285,5 KJ/mol

C(grafite) + O2(g) CO2(g) Hf= - 393,3 KJ/mol

Entalpia de formação de substâncias simples é nula.

2- Entalpia de Decomposição

Pode ser considerada com a entalpia

inversa à de formação de umasubstância.Exemplos:

H2O(l) H2(g) + 1/2 O2(g) Hf= + 285,5 KJ/mol

CO2(g) C(grafite) + O2(g) Hf= + 393,3 KJ/mol

Observe que ao inverter a equação a variação de entalpia troca de sinal algébrico!

3- Entalpia de Combustão

Energia liberada na reação de 1 mol de

substância (combustível) com O2 puro

(comburente).Combustível material orgânico(C, H e O) a combustão pode ser:I. Completa: os produtos são CO2 e

H2O.

II. Incompleta: além de CO2 e H2O,

forma-se também, CO e/ou C (fuligem).

Combustão completa a chama é azul.

CH4(g) + 2O2(g) CO2(g) + H2O(l) Hf= - 889,5 KJ/mol

Na combustão incompleta a chama é alaranjada.

Rosana N. R. Campos

Rosana N. R. Campos

4- Entalpia de Dissolução

Calor liberado ou absorvido nadissolução de 1 mol de

determinadasubstância numa quantidade

de águasuficiente para que a solução

obtidaseja diluída.Ex: KNO3(s) + H2O(l) KNO3(aq) H= +8,5

KcalHCl(g) + H2O(l) HCl(aq) H= -18,0 Kcal

5- Entalpia de Neutralização

Calor liberado na formação de 1

mol de água, a partir daneutralização de 1 mol de íons

H+

por 1 mol de íons OH-, em solução

aquosa diluída.Ex: HCl(aq) + NaOH(aq) NaCl(aq) + H2O(l)

H= -13,8 Kcal

Na reação de ácido forte com base

forte a variação de entalpia éaproximadamente constante

pois areação é sempre:

H+ + OH- H2O

6- Entalpia ou Energia de Ligação

É a quantidade de calor absorvida na quebra de 1mol (6,02 . 1023 )ligações de determinada espécie, supondo as substâncias no estado gasoso, à 25

oC.A quebra de ligações é sempre um

processo endotérmico enquanto a formação de ligações será sempre

exotérmico.Nos reagentes sempre ocorrerá quebra de

ligações (H>0) e nos produtos ocorrerá formação de ligações

(H<0).

LEI DE HESS Também conhecida como Lei

da Soma dos Calores de Reação, demonstra que a variação de entalpia de uma reação química não depende do modo ou caminho como a mesma é realizada e sim do estado inicial (reagentes) e estado final (produtos).

LEI DE HESS

BA CH1 H2

H3

H3 = H1 + H2

Fonte: Rosana N. R. Campos

Calcular o H da reação de formação de 1,0 mol de etanol líquido (álcool etílico): 2C(grafite) + 3H2(g) + ½O2(g) C2H5OH(l) H= ?Sabendo que:(I) C(grafite) + O2(g) CO2(g) H1= -94,0 Kcal/mol

(II) H2(g) + ½O2(g) H2O(g) H2= -57,8 Kcal/mol

(III) C2H5OH(l) +3O2(g) 2CO2(g) +3H2O(g) H3= -327,6 Kcal/mol

EXERCÍCIO – 02

Fonte: LEMBO, A.; SARDELA, A. Química: volume 2. 10ed. São Paulo: Ática, p. 267, 1988.

RESOLUÇÃOEquação I multiplicar por 2Equação II multiplicar por 3Equação III inverter

H=H1 +H2 +H3

H= 2(-94) + 3(-57,8) + 327,6H= -33,8 Kcal

ΔHo= ΔHfo (produtos) - ΔHf

o

(reagentes)

Lembre-se que sempre= final - inicial

Podes prever qual o ΔH da reação?

http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Quartz_crystal.jpg

Quando TODAS entalpias de formação forem conhecidas:

Utilizando entalpias de formação

O gás hilariante (N2O) tem características anestésicas e age sobre o sistema nervoso central

fazendo com que pessoas riam de forma histérica. NH4NO3(s) → N2O(g) + 2H2O(g) ΔH= ?

Dados: N2(g) + ½ O2(g) → N2O(g) ΔHf= +19,5 Kcal

H2(g) + ½ O2(g) → H2O(g) ΔHf= -57,8 Kcal

N2(g) + 2H2(g) + 3/2 O2(g) → NH4NO3(s) ΔHf= -87,3 Kcal

Descubra a quantidade de calor liberada, no

processo de obtenção do gás hilariante.

EXERCÍCIO – 03

Fonte: CANTO, E. l.; PERUZZO, T.M. Química na abordagem do cotidiano – Físico-Química: volume 2. 2ed. São Paulo: Moderna, p. 2341998.

NH4NO3(s) → N2O(g) + 2H2O(g)

- 87,3 Kcal + 19,5 Kcal + 2 (- 57,8 Kcal)

ΔH= ΔH produtos – ΔH reagentes

ΔH= -96,1 – (-87,3) ΔH= - 8,8 Kcal/mol

ΔH= ΔH produtos - ΔH reagentes

RESOLUÇÃO

Utilizando entalpias de ligação

Nos reagentes sempre ocorrerá quebra de ligações (ΔH>0) e nos produtos ocorrerá formação de

ligações (ΔH‹0).

ΔH= ΔH (reagentes) + ΔH (produtos)

(Cefet-RJ) “ A BMW testa veículos movidos a hidrogênio e antecipa uma novidade que chegará ao mercado no futuro. A indústria (...) aposta no hidrogênio como um dos mais promissores substitutos da gasolina. Ele não depende de reservas estratégicas e é facilmente obtido com a quebra da molécula da água. (...) Em vez de dióxido de carbono (CO2), o escapamento expele água. O hidrogênio pode zerar a emissão de poluentes por veículos no futuro...”

(Adaptado da Revista Época, out. 2000.)

EXERCÍCIO – 04

Com base nos dados da tabela abaixo,

qual a variação de entalpia (ΔH) da

reação 2H2(g) + O2(g) → 2H2O(g), em

KJ/mol de H2O(g)?Ligação Energia de ligação (KJ. mol -1)

H – H 437

H – O 463

O = O 494

Fonte: FELTRE, R. FÍSICO-QUÍMICA: volume 2. 6ed. São Paulo: Moderna, p. 125, 2004.

Reagentes: Ligações rompidas: ΔH>0

2 H – H = 2 . 437 = +8741 O = O = 1 . 494 = +494 (874+494)=

+1368 Produtos> Ligações formadas: ΔH‹02 H – O – H = 4 H – O = 4 . 463 = -1852

RESOLUÇÃO

ΔH= ΔH (reagentes) + ΔH (produtos)

ΔH= +1368 + (-1852) ΔH= -484 KJ/mol de 2H2O

ΔH= -242 KJ/mol de H2O