Termoquímica Termodinâmica

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Reações: Energias envolvidas
Denise Santos de Sá
Salvador,
Agosto de 2016
Reações químicas
 O que é reação química?
Processo que ocorre com alteração da constituição da matéria. 
Ex: Respiração
O2 e C6H12O6 (glicose) combinam-se formando CO2, H2O
Reagentes 
Produtos 
 Como representar reação química?
Reagente(s) Produto(s)
Constituintes dos materiais envolvidos no processo.
Elementos químicos dos reagentes são apenas REARRANJADOS para formarem os produtos!
Reações químicas:
O que é balancear uma equação química?
LEI DA CONSERVAÇÃO DA MASSA (Lei de Lavoisier): numa reação química a matéria não é criada nem destruída. 
LEI DE PROUST: num composto, os elementos constituintes estão sempre presentes numa proporção definida por massa. 
C6H12O6 + 6 O2  6 CO2 + 6 H2O + energia 
Equação química balanceada
Coeficientes estequiométricos
Informando os estados físicos das substâncias:
C6H12O6(aq) + 6 O2(g)  6 CO2(g) + 6 H2O(g)
Representação dos estados físicos
Reações químicas
 C6H12O6(aq) 6 O2(g)
1 molécula de C6H12O6
1 mol C6H12O6
180 g C6H12O6
6 moléculas de O2
6 mol O2
2 x 32 g O2
 6 CO2(g) 6 H2O(g)
6 moléculas de H2O
6 mol H2O
2 x 18 g H2O
6 moléculas de CO2
6 mol CO2
2 x 44 g CO2
Quantidades microscópicas e Quantidades mensuráveis
C6H12O6 + 6 O2  6 CO2 + 6 H2O + energia 
Termoquímica: 
Avaliação quantitativa da energia envolvida nos processos!
Ciência que estudo das variações de energia que acompanham um dado processo. 
Calor e energia interna: 
Calor, q. energia que é transferida entre corpos, por diferença de temperatura. 
Energia Interna, E. É a energia estocada (energia cinética e potencial) numa porção de matéria. 
E = Eprodutos – Ereagentes
Como determinar a variação de energia interna?
Medida do calor envolvido no meio
Meio: 
Sistema 
Ambiente 
Termoquímica: 
Avaliação quantitativa da energia envolvida nos processos!
 Tipos de sistemas quanto às trocas de massa e/ou energia:
Aberto: trocas de massa e energia com o meio;
Isolado: não há qualquer tipo de trocas com o meio;
Fechado: trocas de energia na forma de calor.
E = q (a volume constante)
Endotérmico 
Exotérmico 
H = q (a pressão constante)
Energia interna se o volume varia muito pouco (sólido e líquido)
Energia envolvida nas reações: 
Por que algumas reações ocorrem e outras não?!
 Calor de reação:
Variação de energia do sistema durante uma reação.
 O calor liberado na formação dos produtos é maior que o necessário para quebrar ligações nos reagentes. Quando a pressão é constante.
 ΔH = Qreação< 0 – processo exotérmico.
 O calor liberado na formação dos produtos é menor que o necessário para quebrar ligações nos reagentes. Quando a pressão é constante.
ΔH = Qreação > 0 – processo endotérmico.
Termoquímica: 
Calor de Reação e Calor de Formação
O que é?
Calor envolvido em um dado processo à temperatura e pressão especificadas.
 Para pressão de 1 bar = 0,987 atm e temperatura especificada.
Calor padrão de reação ou entalpia padrão de reação ∆HΘ (unidade de energia.mol-1de substâncias envolvidas).
C2H5OH(ℓ) + 3 O2(g)  2 CO2(g) + 3 H2O(ℓ) + 1368kJ
NO(g)  1/2 N2(g) + 1/2 O2(g) H = - 45,9 kJ.mol-1
Calor ou entalpia de formação ∆HfΘ – calor envolvido, nas condições padrões de 1 mol de substância na forma elementar.
C(grafite) + O2(g)  CO2(g) Hf0 = - 393,3 kJ/mol
Mg(s) + 1/2 O2(g)  MgO(s) Hf = 602 kJ/mol 
A variação de entalpia de um processo não depende do modo ou caminho como a mesma é realizada e sim do estado inicial (reagentes) e estado final (produtos) .
 Lei de Hess
∆Ho = ∆Hfo (ligação formada) - ∆Hfo (ligação quebrada)
O calor recebe o nome do processo que está ocorrendo!
H2O(g) → H2(g) + 1/2 O2(g) ∆Ho = +242 kJ
C(s) + 1/2 O2(g) → CO(g) ∆Ho = -111 kJ 
H2O(g) + C(grafite)(s) → H2(g) + CO(g) ∆H = +131 kJ.mol-1
Termoquímica: 
Calor de Reação e Calor de Formação
Termoquímica: 
Calor de Reação e Calor de Formação
Termoquímica: 
Calor de Reação e Calor de Formação
Termoquímica: 
Calor de Reação e Calor de Formação
Energia envolvida nas reações: 
Por que algumas reações ocorrem e outras não?!
 Alterações de energias :
Calor envolvido na quebra e formação de ligações - Qreação.
Energia associada à desordem do sistema - ∆S (entropia).
∆G = ∆H – T∆S
Temperatura e pressão constantes
Grau de desorganização do sistema: depede do estado de agregação e número de partículas
 
 
 q = + 100 kJ q = ( 100 kJ
 (E = + 100 kJ (E = ( 100 kJ
100 kJ
100 kJ