TERMOQUÍMICATERMOQUÍMICA

O que você deve saber sobre

Quando uma substância sofre uma transformação (física ou química), sempre existe uma quantidade de calor envolvida. As transformações que liberam calor são exotérmicas; as que absorvem calor são endotérmicas. O conteúdo de calor associado a uma substância é chamado de entalpia (H). Quando uma reação é realizada sob pressão constante, a quantidade de calor liberada ou absorvida recebe o nome de variação de entalpia (ΔH).

TERMOQUÍMICA

Indica a quantidade de calor envolvida em uma transformação.

I. Variação de entalpia (∆H)

(∆H) = Variação de entalpia

Hreagentes = Entalpia dos reagentes

(∆H) = Hprodutos - Hreagentes

Hprodutos = Entalpia dos produtos

Reação endotérmica

I. Variação de entalpia (∆H)

Reação exotérmica

TERMOQUÍMICA

II. Diagrama de entalpia

Processo endotérmico

TERMOQUÍMICA

II. Diagrama de entalpia

Processo exotérmico

TERMOQUÍMICA

Quantidade de reagentes

III. Principais fatores que afetam o ∆H de uma reação

Estado físico das substâncias

TERMOQUÍMICA

As moléculas de água que se encontram no estado sólido apresentam um menor conteúdo energético que as moléculas que estão nos estados líquido e gasoso.

III. Principais fatores que afetam o H de uma reação

Estado físico das substâncias

TERMOQUÍMICA

Quanto menor o conteúdo energético,maior é a estabilidade do composto. O carbono grafite é mais estável que o carbono diamante. O fósforo vermelho é mais estável que o fósforo branco. O enxofre rômbico é mais estável que o enxofre monoclínico.

III. Principais fatores que afetam o H de uma reação

Estado alotrópico

TemperaturaAo variar a temperatura, variam a agitação das moléculas e a entalpia dos envolvidos na reação.

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IV. Entalpia ou calor de formação (∆Hf)

SubstânciaH°

(kJ/mol)Substância H° (kJ/mol)

C (grafite) 0,0 N2O (g) +81,6

C (diamante) +1,9 N2O3 (g) +86,6

C4H10 (g) (butano) –125,7 S (monoclínico) +0,3

C6H6 (l) (benzeno) +49,1 SO3 (g) –395,7

C2H6O (l) (etanol) –277,6 Fe3O4 (s) –1.118,4

C3H6O (l) (acetona) –248,4

TERMOQUÍMICA

É a variação de entalpia associada à combustão (queima) de 1 molde substância a 25 oC e 1 atm com excesso de oxigênio.

∆H de combustão: 1 mol da substância que sofre combustão; negativo, pois as reações de combustão são exotérmicas.

V. Entalpia ou calor de combustão

TERMOQUÍMICA

O ∆H da reação depende apenas dos estados inicial e final.

VI. Lei de Hess

TERMOQUÍMICA

VI. Lei de Hess

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Energia fornecida para romper 1 mol de ligações entre dois átomos em um sistema gasoso a 25 ºC e 1 atm.

Reagentes: processo endotérmico – quebra de ligações

Produtos: processo exotérmico – formação de ligações

VII. Energia de ligação

∆H da reação = +

Calor absorvido na quebra das ligações

presentes nos reagentes (H>0)

Calor liberado na formação das ligações presentes nos produtos

(H<0)

TERMOQUÍMICA

VII. Energia de ligação

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(UFRJ)A redução das concentrações de gases responsáveis pelo efeito estufa constitui o desafio central do trabalho de muitospesquisadores. Uma das possibilidades para o sequestro do CO2 atmosférico é sua transformação em outras moléculas.O diagrama a seguir mostra a conversão do gás carbônico em metanol.

a) Indique as etapas endotérmicas e exotérmicas.

b) Calcule a variação da entalpia na conversão do CO2 em metanol.

RESPOSTA: Etapa endotérmica: II IIIEtapas exotérmicas: I II e III IV

TERMOQUÍMICA — NO VESTIBULAR

EX

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CÍC

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ES

SEN

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IS1

RESPOSTA:

(Fuvest-SP)O 2-metilbutano pode ser obtido pela hidrogenação catalítica, em fase gasosa, de qualquer dos seguintes alcenos isoméricos:

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IS4

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a) Complete o esquema da figura com a fórmula estrutural de cadaum dos alcenos que faltam. Além disso, ao lado de cada seta,coloque o respectivo ∆H de hidrogenação.

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IS4

RESPOSTA: Nas três reações, o produto final é o mesmo e, portanto, a entalpia dos produtos também é a mesma. A reação que libera maior quantidade de energia indica o reagente de maior entalpia (já representada no gráfico dado). Completa-se o esquema da seguinte maneira:

TERMOQUÍMICA — NO VESTIBULAR

b) Represente, em uma única equação e usando fórmulas moleculares, as reações de combustão completa dos três alcenos isoméricos.

EX

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SEN

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IS4

RESPOSTA:Os alcenos citados no texto apresentam a mesma fórmula molecular C5H10 (são isômeros); portanto, a equação da reação

de combustão completa é:

TERMOQUÍMICA — NO VESTIBULAR

c) A combustão total de cada um desses alcenos também leva a uma variação negativa de entalpia. Essa variação é igual para esses três alcenos? Explique.

EX

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IS4

RESPOSTA: Pelo gráfico, verifica-se que o conteúdo energético (calor de formação) de cada isômero é diferente. Como os produtos na combustão dos três isômeros são os mesmos, o ∆H de combustão dos três isômeros será diferente.

TERMOQUÍMICA — NO VESTIBULAR

(UFRN)A hidrazina (N2H4) é um combustível que pode substituir a gasolina (C8H18) em motores de explosão. Um estudante de Químicacoletou, na literatura especializada, dados termodinâmicos relativos às reações de combustão desses dois combustíveis.

Tabela 1 Tabela 2

Fazendo uso desses dados, atenda às solicitações a seguir.

a) Escreva as equações balanceadas de combustão da hidrazinae da gasolina.

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IS6

RESPOSTA:

TERMOQUÍMICA — NO VESTIBULAR

b) Considerando dois carros iguais, com motores de mesmo desempenho, determine, por meio de cálculos, qual dos combustíveis deverá proporcionar maior quilometragem por litro (ver tabelas 1 e 2).

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IS6

RESPOSTA:

TERMOQUÍMICA — NO VESTIBULAR

(Fuvest-SP)Pode-se calcular a entalpia molar de vaporização do etanol a partir das entalpias das reações de combustão representadas por:

Para isso, basta que se conheça, também, a entalpia molar de:

a) vaporização da água.b) sublimação do dióxido de carbono.c) formação da água líquida.d) formação do etanol líquido.e) formação do dióxido de carbono gasoso.

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IS8

RESPOSTA: A

TERMOQUÍMICA — NO VESTIBULAR

(UFRGS-RS)Os valores de energia de ligação entre alguns átomos são fornecidos no quadro abaixo.

Considerando a reação representada por:

o valor aproximado de ∆H, em kJ, é de:

a) -820. b) -360.c) +106. d) +360.e) +820.

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IS14

RESPOSTA: A

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