TermoquímicaTermoquímica

 Termoquímica estuda a liberação ou absorção de calor em reações químicas ou em transformações de substâncias como dissolução, mudanças de estado físico,... As transformações termoquímicas podem ser:

1.Transformações endotérmicas: absorvem energia.2.Transformações exotérmicas: liberam energia.

A energia transferida entre dois corpos (ou entre diferentes partes de um mesmo corpo), que têm temperaturas diferentes é denominada CALOR.

• Unidade para medir energia é a caloria (cal), que equivale à quantidade de calor necessária para elevar em 1°C a temperatura de 1 g de água.

1 cal = 4,18 J

aparelho utilizado – calorímetros

Entalpia (H)    

É o total de energia liberada ou absorvida em uma transformação de um dado sistema, a pressão constante.     

Transformação exotérmica: libera calor para o meio ambiente.

A + B→ C + D + calor Hi Hf ∆H

Sendo que:

 Hf < Hi

∆ H = Hf - Hi 

∆ H < 0 

Transformação endotérmica: absorve (retira) calor do meio ambiente.

A + B + calor → C + D Hi ∆H Hf

    Sendo que:

 Hf > Hi 

∆ H = Hf - Hi  

∆ H > 0 

FATORES QUE INFLUEM NO VALOR DA ENTALPIA

1. O estado físico

2. Estado alotrópico dos reagentes e produtos (lembre-se: Alotropia ocorre quando um mesmo elemento químico forma diferentes substâncias simples).

Principais variedades alotrópicas :

1.Gás oxigênio (O2) = mais estável, menor entalpia.Gás ozônio (O3) = mais reativo, maior entalpia.

2.Carbono grafite (C6) = mais estável, menor entalpia.Carbono diamante (C6) = mais reativo, maior entalpia.

3.Fósforo vermelho (Pn) = mais estável, menor entalpia.Fósforo branco (P4) = mais reativo, maior entalpia.

4.Enxofre rômbico (S8) = mais estável, menor entalpia.Enxofre monoclínico (S8) = mais reativo, maior entalpia.

3. Temperatura: as determinações de ∆H devem ser feitas a temperatura constante, pois ela influi no seu valor. Geralmente as transformações são feitas em condições-padrão, a 25ºC.

4. Quantidades de reagentes e produtos: o valor do ∆H é determinado pelas quantidades dos reagentes.

Equação termoquímica: nela devem constar o valor da entalpia e todos os fatores que nela influem no seu valor:

Estado físico

Pressão

Temperatura

Ex:

Cgrafite + O2 (g) → CO2 (g)        ∆H = - 392,9 kJ/mol

(a 25ºC e 1 atm)

Entalpia padrão: é aquela medida no estado padrão.

Estado padrão:

temperatura de 25ºC pressão de 1 atm forma alotrópica ou cristalina e estado físico mais estável e

comum da substância.

Substância simples, no estado padrão, tem entalpia igual a zero.

Casos particulares de entalpias

 Entalpia de formação corresponde à variação de entalpia envolvida na formação de um mol de substância, a partir de substâncias simples, no estado padrão.Ex. da reação da síntese (formação) e da variação de entalpia, para um mol de metano:

Cgrafite   +   2 H2 (g)  →   CH4 (g)        ∆H = - 74,8 kJ/mol

 Para se determinar a variação de entalpia de uma reação, a partir das entalpias de formação, usa-se a relação:

∆H = Hprodutos -   Hreagentes

• Entalpia de combustão é a variação de entalpia liberada na combustão de um mol de substância, estando todos os participantes no estado padrão.

Ex. da reação de combustão de um mol de metano:

CH4 (g) + O2 (g)→ CO2 (g) + 2 H2O (l)        ∆H = - 212,8 kcal/mol

Exercícios

1. Observe o gráfico e responda qual a variação de entalpia (∆H)?

∆H = Hp - Hr

∆H = 10 – 22

∆H = - 12

2. Observe o gráfico e responda qual a energia de ativação?

3. Qual é a energia do complexo ativado?

4. Observe o gráfico e classifique-o em exotérmico ou endotérmico.

5. Indique os números que representam a variação de entalpia e a energia de ativação da reação direta.

Reação direta é a reação da esquerda para a direita. Dessa forma, A é o reagente e B é o produto. A energia de ativação da reação direta é o 2 e variação de entalpia, o 4.

6. Observe o diagrama de energia e julgue as afirmativas:

I- O processo é exotérmico;

II- A reação tem variação de entalpia igual a –30 kcal

III- A energia de ativação vale +130 kcal 

IV- O valor do complexo ativado é +90 kcal

7. (UnB) para uma reação exotérmica, indique quais são as informações corretas:

a. ∆ H tem sinal negativo.b. a entalpia dos produtos é maior que a entalpia dos

reagentes.c. o calor é absorvido pelo meio ambiente.

8. (UFRGS)Uma das etapas envolvidas na produção de álcool combustível é a fermentação. A equação que representa essa transformação é :

C6H12O6 → 2 C2H5OH + 2 CO2

Conhecendo os calores de formação da glicose = -302kcal/mol, do gás carbônico = -94kcal/mol e do álcool = -66 kcal/mol, podemos afirmar que a fermentação ocorre com:

a)liberação de 18 kcal/mol de glicoseb)absorção de 18 kcal/mol de glicosec)liberação de 142 kcal/mol de glicosed)absorção de 142 kcal/mol de glicosee)variação energética nula.

9. (UEL-PR) Considere as seguintes entalpias de formação em kj/mol: Al2O3(s) = – 1670; MgO(s) = – 604.

Com essas informações, pode-se calcular a variação da entalpia da reação representada por:

3 MgO (s) + 2 Al (s) 3 Mg (s) + Al2O3 (s)

Seu valor é igual?

a) a) – 1066 kj.

b) b) – 142 kj.

c) c) + 142 kj.

d) d) + 1066 kj.

e) e) + 2274 kj.

10. Sendo o H de formação do óxido de ferro (II) igual a – 64,04 kcal/mol e o H de formação do óxido de ferro (III) igual a – 196,5 kcal/mol, o H da reação abaixo será:

2 FeO + 1/2 O2 Fe2O3

a) – 68,4 kcal/mol.

b) + 68,4 kcal/mol.

c) – 132,5 kcal/mol.

d) + 132,5 kcal/mol.

e) – 260,5 kcal/mol

11. O gás hidrogênio pode ser obtido pela reação abaixo equacionada:

A entalpia da reação a 25°C e 1 atm, é igual a:

Entalpias de formação em kj/mol,CH4 = – 75; H2O = – 287; CO = – 108.

CH4 (g) + H2O (V) CO (g) + 3 H2 (g)

a) + 254 kj.

b) – 127 kj.

c) – 479 kj.

d) + 508 kj.

e) – 254 kj.

12. (UFMA) De acordo com a equação abaixo e os dados fornecidos:

C2H2 (g) + 5/2 O2 (g) 2 CO2 (g) + H2O ()

Dados: ΔH = + 226,5 kj/mol (C2H2 (g) )

ΔH = – 393,3 kj/mol (CO2 (g) )

ΔH = – 285,5 kj/mol (H2O () )

Indique qual o valor da entalpia-padrão de combustão do acetileno, C2H2, em kj/mol.

a) + 1298,6.

b) – 1298,6.

c) – 905,3.

d) + 905,3.

e) – 625,8.

OBRIGADO, PELA ATENÇÃO!