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Química Fundamental – QUI102 Profa. Daniele - Notas de aulas 1 Noções sobre termodinâmica Por que uma reação química ocorre? Esta análise deve ser feita de duas maneiras: - Ponto de vista da energia: Termodinâmica. - Ponto de vista da velocidade: Cinética. Exemplo: Conversão do grafite em diamante Cgrafite(s) Cdiamante(s) Química Fundamental – QUI102 Profa. Daniele - Notas de aulas 2 Noções sobre termodinâmica – Pré-requisitos: Sistema: “Parte do universo” de interesse, sob estudo ou investigação. Aquilo que não pertence ao sistema denominamos vizinhanças. Função de estado: Grandeza que depende apenas dos estados final e inicial do sistema. Trabalho: W = F x d. A realização de trabalho é uma maneira pela qual a energia poderá ser transferida. Convenção: W > 0: Realizado pelas vizinhanças sobre o sistema. W < 0: Realizado pelo sistema sobre as vizinhanças. Química Fundamental – QUI102 Profa. Daniele - Notas de aulas 3 Noções sobre termodinâmica – Pré-requisitos: Calor: A realização de trabalho é uma maneira pela qual a energia poderá ser transferida. Outra maneira de se transferir energia é a partir de um fluxo de calor Condição: Sistemas à temperaturas diferentes. Química Fundamental – QUI102 Profa. Daniele - Notas de aulas 4 Primeira lei da termodinâmica: Definição e conservação de energia: “Energia não poderá ser criada ou destruída, apenas transferida ou transformada.” W = E e Q = E Definição e conservação de energia: “Energia não poderá ser criada ou destruída, apenas transferida ou transformada.” W = E e Q = E Química Fundamental – QUI102 Profa. Daniele - Notas de aulas 5 Primeira lei da termodinâmica: E Q W �V Reação química: Se V é constante, W = p V; W = 0. Se p é constante, W = p V; W = 0. E = Q Para reações em que p e V são constantes: E = Q = H Química Fundamental – QUI102 Profa. Daniele - Notas de aulas 6 Primeira lei da termodinâmica: E Q W �V Reações exotérmicas: E < 0; Q < 0; H < 0 Reações endotérmicas: E > 0; Q > 0; H > 0 Lei de Hess Química Fundamental – QUI102 Profa. Daniele - Notas de aulas 7 Segunda lei da termodinâmica: E Q W �V “A tendência é o sistema buscar um estado de menor energia (pela perda de energia para as vizinhanças).” No entanto, Reações endotérmicas (E > 0; Q > 0; H > 0) existem... ENTROPIA Química Fundamental – QUI102 Profa. Daniele - Notas de aulas 8 Segunda lei da termodinâmica: E Q W �V Entropia: Definição termodinâmica Interpretação estatística de entropia: “Entropia é a medida do número de estados microscópicos de um sistema (microestados) em um dado estado macroscópico.” Química Fundamental – QUI102 Profa. Daniele - Notas de aulas 9 Segunda lei da termodinâmica: E Q W �V Entropia: Por que um gás se expande espontaneamente para uma região de menor pressão? Entropia como uma medida do grau de desordem do sistema. Processos espontâneos são acompanhados de um aumento da entropia. Química Fundamental – QUI102 Profa. Daniele - Notas de aulas 10 Segunda lei da termodinâmica: Verificação do aumento ou diminuição da entropia para reações químicas e processos físicos: H2O(l) H2O(g) N2(g) N2(g) 10 atm 1 atm Química Fundamental – QUI102 Profa. Daniele - Notas de aulas 11 Segunda lei da termodinâmica: 2C4H10 (l) + 13O2 8CO2 + 10H2O(g) N2(g) + 3H2 NH3(g) N2O4(g) 2NO2(g) Química Fundamental – QUI102 Profa. Daniele - Notas de aulas 12 Espontaneidade de uma reação: G = H - TS Equação da energia de Gibbs Slide 1 Slide 2 Slide 3 Slide 4 Slide 5 Slide 6 Slide 7 Slide 8 Slide 9 Slide 10 Slide 11 Slide 12
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