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Profa. Tatiany Fortini Absorvem calor do meio ambiente Liberam calor para o meio ambiente O calor envolvido nas transformações é estudado pela TERMOQUÍMICA SÓLIDO LÍQUIDO GASOSO fusão vaporização solidificação condensação ressublimação sublimação ESPONTÂNEAS : acontecem absorvendo calor do meio. NÃO ESPONTÂNEAS: acontecem liberando calor para o meio. 1) Ao se sair molhado em local aberto, mesmo em dias quentes, sente-se uma sensação de frio. Esse fenômeno está relacionado com a evaporação da água que, no caso, está em contato com o corpo humano. Essa sensação de frio explica-se CORRETAMENTE pelo fato de que a evaporação da água: a) é um processo endotérmico e cede calor ao corpo. b) é um processo endotérmico e retira calor do corpo. c) é um processo exotérmico e cede calor ao corpo. d) é um processo exotérmico e retira calor do corpo. e) é um processo atérmico e não troca calor com o corpo. Toda espécie química possui uma energia, que quando medida à pressão constante, é chamada de ENTALPIA (H) Não é possível calcular a entalpia de um sistema, e sim a sua variação ( ΔH ) ΔH = H final – H inicial ENTALPIA (H) Caminho da reação REAGENTES PRODUTOS ΔH < 0 ΔH = H final – H inicial HR HP ENTALPIA (H) Caminho da reação REAGENTES PRODUTOS ΔH > 0 ΔH = H final – H inicial HR HP 2) Considere o gráfico a seguir: Kcal Caminho da reação A + B C + D 25 40 É correto afirmar que: São feitas as afirmações: I. A entalpia dos produtos é de 40 kcal II. A reação absorve 15 kcal III. A reação direta é exotérmica IV. A variação de entalpia é de 15 kcal c) Apenas I, II e IV são verdadeiras. d) Apenas I, II e III são verdadeiras. e) Apenas III é verdadeira. a) Apenas I é verdadeira. b) Apenas I e II são verdadeiras. VERDADEIRA ΔH = HR40 –HP 2515 kcal VERDADEIRA FALSA VERDADEIRA O calor pode ser representado como parte integrante da reação ou na forma de variação de entalpia 2 NH3(g) + 92,2 KJ N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g) N2(g) + 3 H2(g) ΔH = + 92,2 KJ N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g) + 92,2 KJ N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g) ΔH = – 92,2 KJ É a equação química que indica a variação de entalpia da reação, os estados físicos das substâncias e as condições de temperatura e pressão em que a mesma se processa. 2 H2 (g) + O2 (g) 2 H2O ( l ) ΔH = – 572 KJ (25°C , 1 atm) Observações: Se a equação termoquímica em um sentido for endotérmica, no sentido contrário será exotérmica Quando não citamos os valores da pressão e da temperatura é porque correspondem as condições ambientes 3) Considere a reação representada pela equação termoquímica: N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g) ΔH = – 22 kcal São feitas as seguintes afirmações: I. A quantidade de energia liberada será maior se o produto obtido for dois mols de NH3 no estado líquido. V II. A decomposição de 6,8g de NH3 gasoso absorve 4,4 kcal. III. A entalpia de formação da amônia é de – 11 kcal/mol. Quais são corretas? a) apenas I. b) apenas I e II. c) apenas I e III. d) apenas II e III. e) I, II e III. A energia liberada aumenta no sentido: GASOSO, LÍQUIDO e SÓLIDO 2 x 17 g absorve 22 kcal 6,8 g absorve x kcal Então “ x = 4,4 kcal V a formação de 2 mol libera 22 kcal a formação de 1 mol libera 11 kcal V Estado padrão dos elementos e dos compostos químicos Um elemento químico ou composto se encontra no ESTADO PADRÃO quando se apresenta em seu estado físico, alotrópico ou cristalino mais comum e estável, a 25°C e 1 atm de pressão. C(grafite) O2(g) CO2(g) H2O ( l ) Quando a substância é SIMPLES e se encontra no estado padrão sua entalpia será igual a ZERO 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 H2 (g) + 1/2 O2 (g) � H2O ( l ) ΔH = – 286 KJ 1/2 N2 (g) + 3/2 H2 (g) � NH3 (g) ΔH = – 11 kcal Podemos calcular a variação de entalpia de uma reação a partir das entalpias de formação das substâncias que participam da reação pela fórmula: ΔH = H final – H inicial 4) 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) – 142 kj. c) + 142 kj. d) + 1066 kj. e) + 2274 kj. ΔH = H final – H inicial ΔH = [1 x (– 1670)] – [(3 x (– 604)] ΔH = (– 1670) – (– 1812) ΔH = – 1670 + 1812 ΔH = + 142 KJ É a energia liberada na combustão completa de 1 mol de uma determinada substância, com todas as substâncias envolvidas na combustão, no estado padrão H2 (g) + 1/2 O2 (g) � H2O ( l ) ΔH = – 68 KJ C(grafite) + O2 (g) � CO2(g) ΔH = – 393,1 KJ 5) O calor liberado na combustão de um mol de metano é 212 Kcal. Quando 80 g de metano são queimados, a energia liberada é: Dados: C = 12 u.; H = 1 u CH4 + 2 O2���� CO2 + 2 H2O a) 1060 Kcal. b) 530 Kcal. c) 265 Kcal. d) 140 Kcal. e) 106 Kcal. 1 mol de CH4 212 kcal 80 g de CH4 libera x kcal 16 g de CH4 libera CH4 : 12 + 4 x 1 = 16 g 212 80 x 16 = 16 x x = 212 x 80 x = 16960 16 x = 1060 kcal Estas observações foram feitas por Germain Henry Hess e ficou conhecida como LEI DE HESS As reações químicas podem ocorrer em várias etapas, porém, verifica-se que sua variação de entalpia depende apenas dos estados inicial e final da mesma C(grafite) + O2 (g) CO2 (g) ΔH = – 393,3 KJ C(grafite) + O2 (g) ΔH2 = – 283,0 KJ caminho direto CO2(g) ΔH1 = – 110,3 KJ estado inicial estado final CO(g) + 1/2 O2 (g) estado intermediário Observe que: ΔH1 + ΔH2 = ΔH (– 110,3) + (– 283,0) = – 393,3 KJ 6) A partir das entalpias padrão das reações de oxidação do ferro dadas abaixo: Fe(s) + 1/2 O2(g) � FeO(s) 2 Fe(s) + 3/2 O2(g) � Fe2O3(s) ΔH = – 64 kcal ΔH = – 196 kcal Determine a quantidade de calor liberada a 298 K e 1 atm na reação: 2 FeO(s) + 1/2 O2(g) � Fe2O3(s) Devemos inverter e multiplicar por “ 2 ” a primeira equação 2 FeO(s) 2 Fe(s) + O2(g) ΔH = + 128 kcal Devemos repetir a segunda equaçãoSomando as duas equações, teremos: 2 Fe(s) + 3/2 O2(g) Fe2O3(s) ΔH = - 196 kcal 2 FeO(s) + 1/2 O2(g) Fe2O3(s) ΔH = - 68 kcal A grandeza termodinâmica que mede a desordem de um sistema é chamada de ENTROPIA (S) dS = dq T A entropia S do sistema pode então ser definida a partir da relação: 7) Faça uma previsão do sinal algébrico da variação da entropia quando as seguintes reações se processam: a) C2H4 (g) + 2 O2 (g)� 2 CO (g) + 2 H2O (g) b) CO (g) + 2 H2 (g)� CH3OH (g) c) Hg2Cl2 (s)� 2 Hg (l) + Cl2 (g) d) Mg (s) + H2O (l)� MgO (s) + H2 (g) Em termodinâmica, a energia total de um sistema é a sua energia interna U. A energia interna de um sistema pode ser modificada aquecendo o sistema ou realizando trabalho sobre ele. Assim, ∆∆∆∆U = q + w q = energia transferida por aquecimento w = trabalho realizado sobre o sistema w = Pop ∆V Q > 0: sistema absorve calor. Q < 0: sistema libera calor. W > 0: volume final maior que o inicial. Expansão. W < 0: volume final menor que o inicial. Compressão. 8) Um sistema se expande de um volume de 2,5 para 5,5 L contra uma pressão oposta constante de 4,8 atm. Calcule o trabalho realizado pelo sistemaem Joule. Dados: 1 atm.L = 101,3 J 9) Calcule a energia interna de um sistema que absorve 1,48 KJ de calor em uma expansão de volume de 1 para 500 L contra uma pressão oposta de 5 atm. Dados: 1 atm.L = 101,3 J
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