Folha 20 aula termoquímica

QUÍMICA PROF.: RIKARDO COIMBRA

TERMOQUÍMICA Curso MotivAÇÃO

Curso Motivação – O melhor Pré-Vestibular do Mundo www.curso-motivacao.blogspot.com

Hr = 22 e Hr = 10

O exercício fornece o Hp e o Hr de maneira direta ou através de um gráfico. ΔH = Hp - Hr

Do gráfico ao lado tiramos que: ΔH = 10 – 22

Hr = 22 e Hp = 10 Logo ΔH = Hp – Hr ΔH = - 12

ΔH = 10 – 22 (Exotérmico)

ΔH = - 12 ........... Como ΔH é negativo ,este gráfico é Exotérmico

ENDOTÉRMICO

ABSORVE CALOR

ΔH > 0 ( + ) Hp > Hr

Representação

A + 100 KJ B ou A B ΔH = +100 KJ

Graficamente

*Se o gráfico SOBE o ΔH é POSITIVO (ENTENDEU?: SOBE= POSITIVO)

EXOTÉRMICO

LIBERA CALOR

ΔH < 0 ( - ) Hp < Hr

Representação

A B + 100 KJ ou A B ΔH = - 100 KJ

Graficamente

*Se o gráfico DESCE oΔH é NEGATIVO (ENTENDEU?DESCE=NEGATIVO )

A Termoquímica estuda o calor envolvido nas reações químicas.... Masssss prof, quem é essssssa mulher?...Que mulher,monguinho ?... A Termoquímica,prof !!! ..Ai caramba!!! Pelo visto vou ter trabalho. As reações podem ser classificadas em: Endotérmicas ou Exotérmicas.

Reações Endotérmicas : são aquelas onde ocorre ABSORÇÃO de calor ( Endo = para Dentro) Reações Exotérmicas: são aquelas onde ocorre LIBERAÇÃO de calor ( Exo = para Fora)

RESUMO COMPARATIVO :

ENTALPIA ( H ) Tenho que introduzir em vocês um novo conceito que será utilizado nessa matéria:a Entalpia ( do grego = calor). A entalpia é a quantidade de calor que uma substância armazena.Assim como você tem o seu calor próprio as substâncias também vão possuir uma entalpia intrínsica.Já que nas reações químicas há sempre os reagentes e produtos,devemos então,saber quanto vale a entalpia dos reagentes (Hr) e a entalpia dos produtos (Hp).

VARIAÇÃO DE ENTALPIA (ΔH) Mais importante do que saber a entalpia dos reagentes ou dos produtos somente, será sabermos a variação de entalpia de uma reação. Assim como na física calculamos uma variação como sendo o final menos o inicial,na química também calcularemos assim,sendo que o nosso final será a entalpia dos produtos e o nosso inicial a entalpia dos reagentes.Desse modo podemos dizer que:

Agora Pare, Pense,logo exista: Já que ΔH = Hp - Hr

Endotérmica : ΔH > 0 .... Para que o valor de ΔH seja maior que zero o Hp deve ser maior que o Hr. ΔH = Hp – Hr (+)

Exotérmica : ΔH < 0 ... Para que o valor de ΔH seja menor que zero o Hp deve ser menor que o Hr. ΔH = Hp – Hr (-) Veja acima que pelos gráficos fica mais fácil de analisar quem é maior do que quem.Então memorize o formato dos gráficos.

MANEIRAS DE CALCULAR O ΔH. Veremos 4 maneiras de se calcular o ΔH.

1)Por meio da conta direta simples : ΔH = Hp – Hr




3) Por meio da Energia de Ligação Será fornecido uma reação e uma tabela com os valor da energia de ligação entre os átomos.

Reescreva a reação,devidamente balanceada,na forma estrutural ,ou seja,representando todas as ligações entre os átomos.

Calcule os valores de energia de TODAS as ligações dos reagentes e dos produtos de forma separada.

Depois DIMINUA o valor do reagente pelo valor do produto.Ahm??É isso mesmo!!Aqui é REAGENTE menos PRODUTO

Isso porque para quebrar as ligações nos reagentes deve-se absover energia ( sinal positivo). Já nos produtos novas ligações são

formadas,e quando se formam ligações há liberação de energia (sinal negativo).Desse modo o ΔH é o balanço energético entre o que foi

absorvido e o que foi liberado, o que acaba ficando Reagente menos Produto....Ah prof não entendi do você acabou de dizer....Tudo

bem,não precisa entender apenas decore que falou em Energia de Ligação é igual à REAGENTE menos PRODUTO...

Energia de Ligação REAGENTE menos PRODUTO.... Energia de Ligação REAGENTE menos PRODUTO

Exemplo:

(Fatec-SP) Calcule a energia envolvida na reação: 2 HI + Cl2 I2 + 2 HCl

Indique o resultado em Kcal/mol de HI, e indique se a reação é exotérmica ou endotérmica.

TIPO DE

LIGAÇÃO

ENERGIA DE LIGAÇAO

(KCAL/MOL)

H --- Cl 103

H --- I 71

Cl --- Cl 58

I --- I 36

ΔHreaçao = 200 – 242 = - 42 kcal ...( isso para cada 2 mol de HI )

Logo para cada 1mol de HI: ΔHreaçao = -21 Kcal ... Como o ΔHreaçao tem valor negativo a reação é Exotérmica

RESOLUÇÃO

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

2 x ( 71 ) + 1 x ( 58 ) 1 x ( 36 ) + 2 x ( 103 )

200 242

2) Por meio do Calor de Formação ( H0

f ) Será fornecido uma reação e o calor de formação das substâncias participantes.

Efetua-se então, com a reação balanceada, a soma de todos calores de formação dos produtos e dos reagente separadamente

Depois realiza a conta simples ΔH = Hp – Hr

Observações: 1)No cálculo da Entalpia (H),deve-se multiplicar a entalpia de formação da substância pelo seu respectivo coeficiente da reação.

2)A entalpia de formação é um substância simples,ou seja, aquela que aparece “sozinha” (que só tem um elemento) é Zero.

Por isso no exercício usaremos o valor zero para a entalpia de formação do O2 .

Alguns exemplos no qual a Hf é igual a zero. C(grafite) , H2 , N2 , O2 ,Cl2 , F2 ....etc

Exemplo:

Dadas as variações de entalpia de formação para as substâncias:

CH4(g) = - 17,9 Kcal/mol CO2(g) = - 94,0 Kcal/mol H2O(l) = - 68,3 Kcal/mol

Calcule a entalpia da reação de combustão do metano.

1 CH4(g) + 2 O2(g) 1 CO2(g) + 2 H2O(l)

RESOLUÇÃO

Hprodutos = 1 x Hf(CO2) + 2 x Hf(H2O) = 1( -94 ) + 2(-68,3) = -94 - 136,6 = - 230,6 Kcal

Hreagentes = 1 x Hf(CH4) + 2 x Hf(O2) = 1(-17,9) + 2( 0 ) = -17,9 Kcal

ΔHreaçao = Hprodutos - Hreagentes

ΔHreaçao = -230,6 - ( -17,9 )

ΔHreaçao = - 212,7 Kcal




4) Por meio da LEI DE HESS Será dada algumas reações com seus respectivos ΔH.

A partir dessas reações você deverá descobrir o ΔH de uma outra reação ( chamada de reação global)

Para tanto,você deve adaptar (multiplicando,dividindo,invertendo ou mantendo ) as reações dadas de forma que a soma delas dê a reação global.

Observações: 1.Quando uma equação termoquímica é multiplicada por um determinado valor, seu ΔH também será multiplicado pelo mesmo

valor. 2. Quando uma equação termoquímica for invertida, o sinal de seu ΔH também será invertido.

Exemplo:

Calcule o ΔH da seguinte reação: 2 C (graf) + 3 H2(g) + O2(g) C2H6O(l) ΔH ? Dados:

(I) 1 C(graf) + 1 O2(g) 1 CO2(g) ΔH = –394 kJ/mol

(II) 1 H2(g) + 1/2 O2(g) 1 H2O(l) ΔH= –286 kJ/mol

(III) 1 C2H6O(l) + 3 O2(g) 2 CO2(g) + 3 H2O(l) ΔH= –1 368 kJ/mol

RESOLUÇÃO:

Vamos trabalhar com as equações I, II e III, de modo que a soma delas nos permita obter a equação termoquímica de

formação do álcool comum. Para isso devemos:

a) ter 2 mol de C(graf) no lado dos reagentes, o que se obtém multiplicando-se a equação I por 2:

2 Cgraf + 2 O2(g) 2 CO2(g) ΔH = –394 (x2) = - 788 kJ

b) ter 3 mol de H2(g) no lado dos reagentes, o que se obtém multiplicando-se a equação II por 3:

3 H2(g) + 3/2 O2(g) 3 H2O(l) ΔH = –286 (x3) = - 858 kJ

c) ter 1 mol de álcool comum [C2H6O(l)] no lado dos produtos, o que se obtém invertendo-se a equação III:

2 CO2(g) + 3 H2O(l) 1 C2H6O(l) + 3 O2(g) ΔH = + 1 368 kJ

Somando essas três equações, agora devidamente adaptadas, obteremos a equação desejada e, também, o valor de ΔH

para a formação do C2H6O:

Logo ...... A entalpia da reação de formação do C2H6O(l) é de –278 kJ/mol.

Após ter aprendido ( ou não!) a calcular o ΔH,a maioria das questões vão exigir que você faça alguma estequiometria.

Vamos pegar o exemplo 2 onde calculamos o ΔH da reação de combustão do metano,e fazer um exemplo.

1 CH4(g) + 2 O2(g) 1 CO2(g) + 2 H2O(l) ΔH = - 212,7 kcal /mol

Calcule o calor liberado na combustão de 160g de metano e o volume de gás carbonico liberado nas CNTP quando são

liberados 4254 kcal.

RESOLUÇÃO

Pela reação temos a seguinte proporção: Pela reação temos a seguinte proporção:

1mol CH4 ------------- libera 212,7 kcal 1 mol CO2 ------------ libera 212,7 kcal

16 g CH4 ----------- libera 212,7 Kcal (CNTP) 22,4L CO2 ---------- libera 212,7 kcal

160g CH4 ---------- X V ------------ libera 4254 kcal

X = 2127 kcal V = 448 L CO2

Resposta: São liberados 2127 kcal Resposta: São liberados 448 L CO2

"Quando a ligação entre nós se formou a única energia liberada foi o amor" (R.C.)

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