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FÍSICO-QUÍMICA TERMOQUÍMICA Profª Lígia Oliveira TERMOQUÍMICA As transformações sofridas pela matéria são, quase sempre, acompanhadas por absorção ou liberação de energia. Esta energia é estudada por um seguimento da química denominado de TERMOQUÍMICA. As reações químicas, quanto ao calor envolvido, podem ser classificadas em: ENDOTÉRMICAS - São aquelas reações que ocorrem absorvendo calor externo. EXOTÉRMICAS - São aquelas reações que ocorrem liberando calor para o meio ambiente. Entalpia Quando a madeira sofre combustão libera calor. De onde vem este calor? Toda espécie química possui uma energia, que quando medida a pressão constante, é chamada de ENTALPIA (H). Não é possível calcular a entalpia de um sistema, e sim a sua variação ( H). ENTALPIA OU CALOR DE FORMAÇÃO É a variação de entalpia envolvida na formação de 1 mol da substância, a partir das substâncias simples correspondentes, com todas as espécies no estado padrão. Obs.: Nas substancias simples a entalpia de formação é igual a 0. Exemplo 1 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: -64,04 -196,5 H = Hfinal – Hinicial H = [-196,5] – [(2x-64,04)] H = -196,5 – [ -128,08] H = -196,5 + 128,08 = - 68,42 kcal/mol Exemplo 2 O calor liberado na combustão completa do acetileno (C2H2) gasoso, a 25o C, é de – 1298 kj/mol. Determinar a entalpia de formação do acetileno. Dados: Entalpias de formação a 25o C: CO2 (g) = – 393 kj/mol; H2O (l) = – 285 kj/mol C2H2 + 2,5O2 2CO2 + H2O – 1298 = [(2x -393) + (-285)] – [C2H2 ] - 1298 = [-786 – 285] - C2H2 -1298 = - 1701 - C2H2 -1298 + 1701 = -C2H2 + 403 = -C2H2 (x – 1) C2H2 = -403kj/mol Exemplo 3 A oxidação de açúcares no corpo humano produz ao redor de 4,0 kcal/g de açúcar oxidado. A oxidação de um décimo de mol de glicose (C6H12O6) vai produzir aproximadamente: Dados: H = 1g/mol; C = 12g/mol; O = 16g/mol C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O 1mol/10 = 0,1mol C6H12O6 0,1mol C = 6 x 12 = 72 H = 12 x 1 = 12 1mol ..............180g 4,0kcal.......1g O = 6 x 16 = 96 0,1 mol...........X X................18g 180g/mol 0,1 x 180 = X X = 72kcal X = 18g ENERGIA DE LIGAÇÃO É a energia envolvida (absorvida) na quebra de 1 mol de determinada ligação química, supondo todas no estado gasoso, a 25°C e 1 atm. A quebra de ligações será sempre um processo endotérmico. 2C2H2 + 5O2 4CO2 + 2H2O H = HPRODUTO - HREAGENTE H = HReagente - HProduto Obs.: A fórmula é invertida apenas para o calculo de energia de ligação H = H P R O D U T O - H R E A G E N T Exemplo 4 São dadas as seguintes energias de ligação: Com os dados fornecidos é possível prever que a reação 2HCl(g) + F2(g) 2HF(g) + Cl2(g) tem variação de entalpia, em kj, da ordem de: 2H-Cl + F-F 2H-F + Cl-Cl H = [(2x431,8) + 153,1] – [(2x563,2) + 242,6] H = [863,6 + 153,1] – [1126,4 + 242,6] H = 1016,7 – 1369 = -352,3kj Exemplo 5 A reação de cloração do metano, em presença de luz, é mostrada abaixo. Considere os dados de energia das ligações abaixo? C–H = 105x4 =420 58 C-H = 3x105=315 103 -25 = [420 + 58] – [(315+X) + 103] -25 = 478 – [315 + X + 103] -25 = 478 – 418 - X -25 = 60 - X -25 – 60 = -X (x-1) X = + 85kcal/mol Questão 20 lista de Soluções Que volumes de soluções 0,5mol/L e 1,0mol/L de mesmo soluto deveremos misturar para obter 2,0L de solução 0,8mol/L, respectivamente? C1 x V1 + C2 x V2 = CF x VF VF = V1 + V2 0,5 x V1 + 1,0 x V2 = 0,8 x 2,0 2 = V1 + V2 0,5 x V1 + 1,0 x (2 – V1) = 0,8 x 2,0 2 – V1 = V2 0,5V1 + 2 – V1 = 1,6 2 – 0,8 = V2 -0,5V1 = 1,6 – 2 V2 = 1,2L = 1200ml -0,5V1 = -0,4 (x-1) V1 = 0,4 = 0,8L = 800ml 0,5 Questão 10 (Propriedades Coligativas) Considere os valores da temperatura de congelação de soluções 1 milimol/L das seguintes substâncias: I. Al2(SO4)3. Al 3+ Al3+ SO4 -2 SO4 -2 SO4 -2 = 5 partículas II. Na2B4O7. Na + Na+ B4O7 2- = 3 partículas III. K2Cr2O7. K + K+ Cr2O7 2- = 3 partículas IV. Na2CrO4. Na + Na+ CrO4 2- = 3 partículas V. Al(NO3)3 . 9H2O. Al 3+ NO3 - NO3 - NO3 - = 4 partículas Assinale a alternativa CORRETA relativa à comparação dos valores dessas temperaturas. A) I _ II _ V _ III _ IV. B) I _ V _ II _ III _ IV. C) II _ III _ IV _ I _ V. D) V _ II _ III _ IV _ I. E) III _ II _ V _ IV _ I.
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