Aula 2- Termoquímica 2

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Termoquímica I
1ª série
Aula 2 – 2º bimestre
Química
Etapa Ensino Médio
Termoquímica;
Equações termoquímicas;
Entalpia;
Reações exotérmicas e endotérmicas;
Diagramas.
Compreender a entalpia e as equações termoquímicas;
Aprender sobre as reações endotérmicas e exotérmicas;
Ler e interpretar os diagramas de energia para essas reações;
Praticar os conhecimentos adquiridos por meio de atividades. 
Conteúdos
Objetivos
HABILIDADE: (EM13CNT102) - Realizar previsões, avaliar intervenções e/ou construir protótipos de sistemas térmicos que visem à sustentabilidade, considerando sua composição e os efeitos das variáveis termodinâmicas sobre seu funcionamento, considerando também o uso de tecnologias digitais que auxiliem no cálculo de estimativas e no apoio à construção dos protótipos. 
Vamos analisar as imagens?
Exotérmica
Endotérmica
Para começar
Sugestão de tempo:
Para começar: 5 minutos
Foco no conteúdo: 20 minutos
Na prática: 10 minutos
Aplicando: 10 minutos
Questionamentos sobre a aula
Ao pensar em reações endotérmicas e exotérmicas, você conseguiria citar um exemplo do seu cotidiano para cada uma dessas reações?
Será que encontramos as reações endotérmicas e exotérmicas facilmente em nossa rotina?
Foco no conteúdo
Termoquímica
Estuda as alterações de energia que ocorrem durante as reações químicas e as mudanças de estado. Quando as reações químicas acontecem, algumas ligações químicas são quebradas enquanto novas se formam. Como resultado do rearranjo dos átomos, a energia do sistema aumenta ou diminui.
Foco no conteúdo
Calor
É a energia transferida de um objeto ou substância para outro por causa de uma diferença de temperatura entre eles. O calor sempre flui espontaneamente de um objeto em temperatura mais alta para um objeto em temperatura mais baixa. O fluxo de calor continuará até que os dois objetos estejam na mesma temperatura.
Foco no conteúdo
O que é entalpia?
É a quantidade de energia específica de cada substância participante de uma reação química.
Sua variação pode ser calculada pela diferença entre a entalpia do produto e a entalpia do reagente.
Esse cálculo é feito a partir da seguinte fórmula:
Unidade para entalpia (H):
Sistema Internacional: joule (J).
Legenda:
ΔH = variação de entalpia
HP = entalpia do produto
HR = entalpia do reagente
Foco no conteúdo
São processos que ocorrem com absorção de energia (calor). Nesse caso, a variação de entalpia (ΔH) tem um saldo positivo. 
Exemplos de processos endotérmicos no cotidiano:
Ebulição da água: passagem da água do estado líquido para o estado gasoso. A equação abaixo é uma referência à imagem, ou seja, à água em ebulição.
ENDO: prefixo de origem grega que significa DENTRO.
Processos endotérmicos
Foco no conteúdo
Exemplos de processos endotérmicos no cotidiano
2. Fusão da água: trata-se da passagem da água do estado sólido para o estado líquido. Para essa mudança de estado de agregação, ocorre absorção de calor (energia).
H2O (s) → H2O (l)  ΔH = + 7,3 kJ/mol
Foco no conteúdo
Exemplos de processos endotérmicos no cotidiano
3. Bolsa de gelo instantâneo: contém cápsulas de NH4NO3 e água. Quando elas se misturam, produzem a sensação de frio.
NH4NO3 (s) + H2O (ℓ) → NH4+ (aq) + NO3– (aq) ∆H = +25,69 kJ/mol
Foco no conteúdo
Exemplos de reações endotérmicas no cotidiano
4. Fotossíntese: a reação de fotossíntese ocorre em plantas clorofiladas. Esse processo acontece com a absorção, pela planta, de energia fornecida pela luz solar.
6 CO2 (g) + H2O (l) → C6H12O6 + 6 O2  ΔH= + 2540 kJ/mol
Foco no conteúdo
Exemplos de processos endotérmicos no cotidiano
5. Roupa secando no varal: a água evapora a partir da absorção de energia solar. 
H2O (l) → H2O (v)  ΔH = + 44 kJ/mol
Foco no conteúdo
Diagrama de uma reação endotérmica 
A entalpia dos produtos é maior que a entalpia dos reagentes ao final do processo devido à absorção de energia. Portanto, a variação de entalpia (∆H) será sempre um valor positivo (∆H > 0). Logo, podemos afirmar que: 
Hprodutos > Hreagentes
Foco no conteúdo
Reações exotérmicas
São reações que envolvem a liberação de energia, na forma de calor, para o ambiente. Desse modo, a variação de entalpia (∆H) apresenta um saldo de energia negativo: ∆H<0
Foco no conteúdo
Exemplos de processos exotérmicos no cotidiano
1. Condensação da água: é o processo que envolve a passagem do estado gasoso da água para o estado líquido. Para que esse processo ocorra, o sistema libera calor para o meio.
H2O (v) → H2O (l)  ΔH = - 44 kJ/mol
EXO: prefixo de origem grega que significa FORA.
Foco no conteúdo
Exemplos de processos exotérmicos no cotidiano
2. Solidificação da água: para que a água passe do estado líquido para o sólido, é preciso perder energia para o meio na forma de calor.
H2O (l) → H2O (s)  
ΔH = - 7,3 kJ/mol
Foco no conteúdo
Exemplos de reações exotérmicas no cotidiano
3. Reação de combustão: reação química em que um combustível (papel, combustível fóssil, madeira, carvão, etanol e outros) reage com um comburente (oxigênio).
Combustão do butano: 
2 C4H10 (g)+  13 O2 (g) → 8 CO2 (g) + 10 H2O (g) = -2878,6 kJ/mol
Foco no conteúdo
A entalpia dos produtos é menor que a entalpia dos reagentes ao final do processo devido à liberação de energia. Assim, a variação de entalpia (∆H) será sempre um valor negativo (∆H < 0). Logo, podemos afirmar que: 
 Hprodutos < Hreagentes
Diagrama de uma reação exotérmica 
Foco no conteúdo
Atividade 1
Algumas bolsas térmicas apresentam em seu interior dois compartimentos separados, cada um deles contendo uma substância diferente. No momento do uso, essas substâncias entram em contato uma com a outra, esquentando ou esfriando a bolsa. Um tipo de bolsa térmica recomendada para se evitar hematomas contém no seu interior NH4NO3 (s) e H2O (l) em compartimentos separados. Ao entrarem em contato, o processo que ocorre entre essas substâncias é representado no diagrama a seguir:
Na prática
Atividade 1
Analisando o diagrama e considerando seus conhecimentos de termoquímica, é possível dizer se a bolsa esquenta ou esfria? O processo é endotérmico ou exotérmico? Justifique.
Na prática
Atividade 1
Analisando o diagrama, é possível observar que ocorre absorção de energia, já que Hfinal > Hinicial. Dessa forma, podemos afirmar que a bolsa esfria devido ao processo, que é endotérmico.
Correção
ΔH = Hfinal - Hinicial
ΔH > 0
 ؞ processo endotérmico
Hfinal
Hinicial
Na prática
Glossário
Elabore, de forma colaborativa, um glossário com os principais termos trabalhados nesta aula.
Glossário: conjunto de termos de uma área do conhecimento e seus significados; vocabulário.
Todo mundo escreve!
Aplicando
Analisamos processos endotérmicos e exotérmicos;
Interpretamos os diagramas de energia para esses processos;
Praticamos os conhecimentos adquiridos por meio de atividades.
O que aprendemos hoje?
[AUTOR]. Currículo em Ação, Ciências da Natureza e suas Tecnologias, 1ª série. Volume 1. 2022.
LEMOV, D. Aula nota 10 2.0: 62 técnicas para melhorar a gestão da sala de aula. Porto Alegre: Penso, 2018.
Referências
Lista de imagens e vídeos
Slide 3 – https://www.pngwing.com/pt/free-png-bdvfr; https://www.pngwing.com/pt/free-png-ymxtw/download
Slide 8 – https://pixabay.com/pt/photos/panela-%c3%a1gua-fervente-%c3%a1gua-quente-883036/
Slide 9 – https://pixabay.com/pt/photos/gelo-derretendo-fundi%c3%a7%c3%a3o-frio-462756/ 
Slide 10 – https://www.pngwing.com/pt/free-png-mohux
Slide 11 – Elaborado para o material 
Slide 12 – https://pixabay.com/pt/photos/varal-de-roupas-lavanderia-615962/
Slide 15 – https://pixabay.com/pt/photos/cozinhando-panela-risoto-cozinha-5342898/
Slide 16 – https://pixabay.com/pt/photos/gelo-gelo-artificial-gelo-de-est%c3%badio-6215207/
Slide 17 – https://pixabay.com/pt/photos/chama-fog%c3%a3o-a-g%c3%a1s-cozinhando-azul-871136/
Referências
Material 
Digital