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∆E = q + w
Calor transferido
Variação de energia
Trabalho realizado pelo sistema
Energia é conservada!
ENDOtérmico: o calor é transferido da VIZINHANÇA para o SISTEMA.
T(sistema) aumenta enquanto T (vizinhança) diminui
O calor é sempre transferido do objeto mais quente para o mais frio
EXOtérmico: o calor é transferido do SISTEMA para a VIZINHANÇA.
T(sistema) diminui enquanto a T(vizinhança) aumenta
Se uma reação for executada em uma série de etapas, o H para a reação
será igual à soma das variações de entalpia para
as etapas individuais
Função de Estado
Fornece um meio útil de se calcular as variações de energia que são difíceis de medir diretamente.
Ciclo de Born-Haber para determinar a entalpia de
rede
Para um processo espontâneo: Suniv > 0;
Mas é possível que a entropia de um sistema diminua desde que a entropia da vizinhança aumente;
Para um sistema isolado, Ssis = 0 para um processo reversível (em equilíbrio).
Processos espontâneos resultam na dispersão de matéria e energia
Multiplicando tudo por -T
-T∆Suniv = ∆Hsis - T∆Ssis
-T∆Suniv = variação na energia livre de
Gibbs no sistema = ∆Gsistema
Sob condições padrão —
∆Gosis = ∆Ho
sis - T∆Sosis
S + = S sisuniv
T
H sis
∆Suniv = ∆Sviz + ∆Ssis
∆Go = ∆Ho - T∆So
Se a reação é
• exotérmica (∆Ho < 0) (energia liberada)
• e a entropia aumenta (∆So > 0) (dispersão da
matéria)
• Então, ∆Go é NEGATIVO
Reação é espontânea (produto-favorecida).
∆Go = ∆Ho - T∆So
Se a reação é
• endotérmica (∆Ho > 0)
• e a entropia diminui (∆So < 0)
• Então, ∆Go será POSITIVO
Reação não é espontânea (reagente-favorecida).
∆Go = ∆Ho - T∆So
∆Ho ∆So ∆Go Reação
exo(–) aumento(+) – Prod-favorecida
endo(+) diminuição(-) + Reag-favorecida
exo(–) diminuição(-) ? Depende de T
endo(+) aumento(+) ? Depende de T
∆G˚ < 0: reação é produto-favorecida
∆G˚ > 0: reação é reagente-favorecida
Se K > 1, então ∆G˚ é negativo Se K < 1, então ∆G˚ é positivo
G = -RT ln K
Produto- ou Reagente Favorecida?
Usanovich
Eletrônica
Arrhenius
Lux
Protônica Sistemas Solventes
Ionotrópica
Relações Conceituais Relações Históricas
Química Nova, 23 (1), 2000, 126 – 133.
Definições de Ácidos e Bases
Ácido: espécie que ao reagir com água produz íon H3O+
(hidroxônio). SO2 (g) + 2 H2O (l) H3O+ (aq) + HSO3
-(aq)
Base: espécie que ao reagir com água produz íons OH-
(hidroxila).
Na2O (s) + H2O (l) 2 Na+ (aq) + 2 OH- (aq)
Ácido: espécie doadora de H+. Base: espécie receptora de H+
.
Esta teoria prevê a formação de pares conjugados:
NH3 (aq) + H2O (l) NH4+ (aq) + OH- (aq)
Base Ácido Ácido Base
HNO2 (aq) + H2O (l) NO2- (aq) + H3O
+ (aq) Ácido Base Base Ácido
ÁCIDOS E BASES ESTÃO RELACIONADOS ENTRE SI
PELA PERDA OU GANHO DE H+
• Ácido: receptor de par de elétrons.
• Base: doador de par de elétrons.
N
H
H
H + H+
N
H
H
HH
+
Ácido
Base
∆Go = - n F Eo
F = Constante de Faraday = 9.6485 x 104 J/V•mol;
e n é o número de moles de elétrons transferidos
Michael Faraday 1791-1867
Oxidação: o átomo, a molécula ou o íon torna-se mais carregado
positivamente. A oxidação é a perda de elétrons.
Redução: o átomo, a molécula ou o íon torna-se menos carregado
positivamente. A redução é o ganho de elétrons.
Zn0(s) + Cu2+
(aq) Zn2+(aq) + Cu0
(s)
Qual a diferença entre uma célula galvânica e uma eletrólise?
Em uma célula galvânica, a
energia química é convertida em
energia elétrica (processo
espontâneo)
Em uma eletrólise, energia
elétrica é empregada para efetuar
uma mudança química (processo
não espontâneo)
Em uma célula galvânica, a energia química é
convertida em energia elétrica (processo espontâneo)
Qual a diferença entre uma célula galvânica e uma eletrólise?
Zn(s) + Cu2+(aq) Zn2+
(aq) + Cu(s)
Eo = Eo (cat) – Eo
(anodo) = (+0,34) – (-0,76) = + 1,10 V
Espontâneo!!!
Eq. que representa o processo:
Como se determina o potencial padrão da reação
para determinar se é espontânea ou não?
G = -nFE
G = -2.96500.(+1,10) G = - 212,3 KJ/mol
MgCl2 (l) Mg (l) + Cl2(g) 2 Cl- (l) Cl2 (g) + 2 e-
Mg2+ (l) + 2 e- Mg (s)
Como se determina o potencial padrão da reação para
determinar se é espontânea ou não?
Eo = Eo (cat) – Eo
(anodo) = (-2,36) – (+1,36) = - 3,72 V
Não é espontâneo!!
G = -nFE
G = -2.96500.(-3,72) G = +717,96 KJ/mol