Buscar

Termoquimica

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

*
*
TERMOQUÍMICA
*
*
O que você encontra aqui...
Slides Assunto:
3 - 	O que você precisa saber deste assunto:
4-7 	Conceito de calor
8-9	Processos Térmicos 
10-21	A entalpia (H) das reações?
22-25	Como calcular o valor de entalpia de ligação (H) em uma reação?
26	Resumindo 
27-41	UTILIZANDO A “LEI DE HESS”!!!
42-46	Termoquímica x Estequiometria
47-49	Tabelas e unidades úteis
50		Gabarito
*
*
*
O que você precisa saber deste assunto:
Diferenciar processos endotérmicos dos exotérmicos, utilizando reações, valores de entalpia (H) e gráficos;
Calcular a entalpia envolvida nas reações;
Utilizando reações calcular a entalpia envolvida em uma reação cuja entalpia não pode ser pedida (Lei de Hess). 
TERMOQUÍMICA
Estuda o efeito do calor nas reações químicas
*
*
*
Conceito de calor
Energia transferida entre dois corpos, fluindo do corpo 
mais quente para o mais frio.
Processo
que
Libera calor
Absorve calor
que
Endotérmico
Exotérmico
é chamado
é chamado
Calor é produzido
CO(g) + ½ O2(g) 

CO2(g) + 67,4 Kcal
Calor é um reagente
H2O2(l) + 200KJ 

 H2(g) + O2(g) 
 
 
representação
representação
*
*
*
Processos Térmicos 
Processo
Endotérmico
Exotérmico
 
Calor é produzido
CO(g) + ½ O2(g) →CO2(g) + 67,4 Kcal
ou
 Entalpia (∆H) < 0 
CO(g) + ½ O2(g) →CO2(g) ∆H = - 67,4 Kcal
Calor é um reagente
H2O2(l) + 200KJ → H2(g) + O2(g) 
ou
Entalpia (∆H)>0
H2O2(l) → H2(g) + O2(g) ∆H = +200KJ
*
*
*
Processos Térmicos 
Endotérmico
Exotérmico
 
*
*
*
EXERCÍCIOS
29. Considere os processos a seguir:
I — queima do carvão
II — fusão do gelo à temperatura de 25 ºC
III — combustão da madeira
a) Apenas o primeiro é exotérmico.
b) Apenas o segundo é exotérmico.
c) Apenas o terceiro é exotérmico.
d) Apenas o primeiro é endotérmico.
e) Apenas o segundo é endotérmico.
*
*
*
30. A partir da reação seguinte, verifique qual alternativa justifica a passagem da água do estado líquido para o estado sólido.
H2O (l) → H2O (s) ΔH = 1,44 kcal/mol
(A) A água líquida passa a ser sólida retirando 1,44 kcal/mol do ambiente; trata-se, portanto, de uma reação endotérmica.
(B) A água líquida passa a ser sólida fornecendo 1,44 kcal/mol ao ambiente; é, portanto, uma reação exotérmica.
(C) A água líquida passa a ser sólida fornecendo 1,44 kcal/mol ao ambiente; é, portanto, uma reação endotérmica.
(D) A água líquida passa a ser sólida retirando 1,44 kcal/mol do ambiente; é, portanto, uma reação exotérmica.
(E) Faltam dados para se concluir a respeito do tipo de reação.
EXERCÍCIOS
*
*
*
EXERCÍCIOS
*
*
*
A entalpia (H) das reações?
Algumas reações:
Formação: H2(g) + ½ O2(g)  H2O(l) HF= - 68,3 Kcal
Reação em que os reagentes são substâncias simples.
Combustão: CH4(g) + 3/2 O2(g)  CO2(g) + H2O(l) HC = - 212,8 Kcal
Para calcular o HC = HF (produtos) - HF (reagentes)
Mudanças de estado físico: H2O(s) H2O(l) H2O(v) 
Sólido  líquido vapor
Absorve calor
H > 0
vapor líquido Sólido
Libera calor
H < 0 
*
*
*
O calor nas mudanças de estado físico:
*
*
*
EXERCÍCIOS
*
*
*
Como calcular o valor de entalpia (H) da reação?
A variação da entalpia (ΔHREAÇÃO) em reações é assim calculada: 
Soma () da entalpia dos produtos subtraída da soma da entalpia dos reagentes.
ΔHR = Hfinal – Hinicial 
ou 
ΔHR = Hprodutos – Hreagentes
ou
ΔHR = Hsubstâncias formadas – Hsubstâncias reagentes
*
*
*
Como calcular o valor de entalpia (H) da reação?
Exemplo: Utilizando os valores da tabela ao lado, calcule a variação da entalpia na reação de combustão do etanol (C2H5OH).
C2H5OH(l) + 3O2(g)  2CO2(g) + 3H2O(l)
HR = 2 • H(CO2(g) ) + 3 • H(H2O(l)) – (H(C2H5OH(l)) + 3 • H(O2(g) ) )
HR = 2 • (-393,5)+ 3 • (-285,8) – (-277,6 + 3 • zero) = -1366,8 kj/mol
 
 
OBS:
As substâncias simples H2(g), O2(g), Fe(s), Hg(l), Cl2(g), no estado padrão (25 ºC a 1 atm), apresentam entalpia H = 0.
*
*
*
EXERCÍCIOS
*
*
*
EXERCÍCIOS
*
*
*
EXERCÍCIOS
*
*
*
34. Em uma reação de hidrogenação, C2H4 + H2.  C2H6, uma ligação dupla se transforma em uma ligação simples. É possível calcular a variação de entalpia de hidrogenação (Hhidro) pelo conhecimento dos calores de combustão (Hcomb) das substâncias envolvidas na reação. Na tabela abaixo encontram-se os Hcomb do C2H6, C2H4 e H2.
	
O valor do Hhidro, em kJ mol–1, do eteno (C2H4) é:
1124 		
–1696		
1274 
d) –272		
e) –136
EXERCÍCIOS
*
*
*
EXERCÍCIOS
*
*
*
EXERCÍCIOS
*
*
*
EXERCÍCIOS
*
*
*
ΔHL = Hligações quebradas – Hligações formadas
ou
ΔHL = Hreagentes – Hprodutos
Como calcular o valor de entalpia de ligação (H) em uma reação?
Quebra de uma ligação química: processo endotérmico.
Formação de uma ligação química: processo exotérmico.
*
*
*
Como calcular o valor de entalpia de ligação (H) em uma reação?
+ H – H  
ΔHL = Hligações quebradas – Hligações formadas
*
*
*
3 Energia de ligação
Como calcular o valor de entalpia de ligação (H) em uma reação?
*
*
*
EXERCÍCIOS
*
*
*
*
*
*
Como calcular o valor de entalpia da reação (H) se não tenho a entalpia de formação de todas as espécies envolvidas?
UTILIZANDO A “LEI DE HESS”!!!
Segundo essa lei:
“A variação de entalpia de uma reação é igual à soma das variações de entalpia das etapas intermediárias, mesmo que teóricas.”
*
*
*
*
UTILIZANDO A “LEI DE HESS”!!! Exercícios resolvidos
Qual o valor de H dessa reação?
Exercício resolvido 1:
*
*
Precisamos inverter a segunda reação, assim podemos cortar o CO2. 
Você inverteu a reação? Então troque o sinal do H!
Qual o H dessa reação? 
Utilize as duas equações seguintes:
UTILIZANDO A “LEI DE HESS”!!! Exercícios resolvidos
*
*
*
UTILIZANDO A “LEI DE HESS”!!! Exercícios resolvidos
*
*
*
*
RESOLUÇÃO:
Precisamos arrumar as equações de forma que CH4 e F2 apareçam nos reagentes e CH3F e HF apareçam nos produtos. Para isso devemos:
Equação I = inverter a reação e o sinal do H
Equação II = repetir
Equação III = repetir
Agora some as reações e corte todos os reagentes com produtos que são iguais e com mesmo número de mols.
Exercício resolvido 2:Determine o ΔH do processo:
CH4 + F2 → CH3F + HF 
Para isso, utilize as seguintes reações:
UTILIZANDO A “LEI DE HESS”!!! Exercícios resolvidos
*
*
ΔH = ΔH1 + ΔH2 + ΔH3
ΔH = (+75) + (– 288) + (– 271)
ΔH = –484kJ
Todas as espécies iguais (com mesmo número de mols) podem ser cortadas desde que estejam antes da seta (reagente) com outras que estejam depois da seta (produtos).
Some o que sobrar. Se você encontrou a reação inicial (do enunciado da questão). A resposta está correta.
.
Agora, basta somar os valores de H. 
UTILIZANDO A “LEI DE HESS”!!! Exercícios resolvidos
*
*
*
RESOLUÇÃO: Escreva todas as equações I, II e III de acordo com a reação global. Na primeira equação, o que há em comum com a global é o C(grafite). Então ele deve ser escrito da mesma forma (como reagente e 1mol). A segunda equação tem em comum com a reação global o H2(g). Nos dados, esta espécie química não possui o mesmo número de mols da global. Deve-se multiplicar toda a equação por 2, inclusive a ΔH2. A terceira equação tem em comum com a reação global o CH4(g), deve-se inverter a posição desta equação e portanto trocar o sinal da ΔH3.
Exercício resolvido 3:Calcule a variação de entalpia da seguinte reação pela Lei de Hess: 
UTILIZANDO A “LEI DE HESS”!!! Exercícios resolvidos
*
*
*
RESOLUÇÃO: 
A soma das três equações, após os cortes das espécies iguais e com mesmo número de mols deve resultar na equação global.
Agora você deve somar os valores de ΔH e a energia gasta na reação foi de -17kj em um mol de C(grafite)..
UTILIZANDO A “LEI DE HESS”!!! Exercícios resolvidos
*
*
*
EXERCÍCIOS
*
*
*
42. Os propelentes de aerossol são normalmente clorofluorcarbonos (CFC), que, com o seu uso contínuo, podem reduzir a blindagem de ozônio na atmosfera. Na estratosfera, os CFCs e o O2 absorvem radiação de alta energia e produzem, respectivamente, átomos de cloro (que têm efeito catalítico para remover o ozônio) e átomos de oxigênio.
O2 + Cl  ClO + [O] H = +203,5 kJ
O3 + Cl  ClO + O2 H = –95,5 kJ
O valor de H, em kJ, para a reação de remoção de ozônio, representada pela equação O3 + [O]  2 O2, é igual a:
a) –299. 		b) –108. 		c) –12,5.
d) +108.		e) +299.
EXERCÍCIOS
*
*
*
EXERCÍCIOS
*
*
*
EXERCÍCIOS
*
*
*
EXERCÍCIOS
*
*
*
EXERCÍCIOS
*
*
*
EXERCÍCIOS
*
*
EXERCÍCIOS
*
*
EXERCÍCIOS	
Álcool etílico– C2H5OH
*
*
*
28. Qual o calor de combustão molar do carbono grafite, em quilocalorias, sabendo-se que na combustão de 0,5 g do carbono grafite o calor liberado é de 3,92 kcal?
30 		(B) 35 		(C) 94 		(D) 47	 (E) 70
31. Admitindo-se que a reação se complete no sentido indicado, assinale a alternativa correta.
a) Há menos energia armazenada nos produtos do que nos reagentes.
b) A quantidade de calor liberada independe do estado físico dos produtos.
c) Trata-se de uma reação endotérmica.
d) A quantidade de energia liberada independe da massa de reagentes.
e) A combustão de 228g de C8H18 produz 352g de CO2.
EXERCÍCIOS
*
*
*
EXERCÍCIOS
*
*
*
44. Considere a equação termoquímica:
C2H5OH(l) + 3 O2(g)  2 CO2(g) + 3 H2O 
H = 330 kcal/mol
O volume de álcool (d = 0,782 g/mL) que, por combustão completa, libera 561/kcal é igual a:
10 mL. 			b) 50 mL. 	
c) 100 mL.		 	d) 500 mL.	
e) 1 000 mL.
EXERCÍCIOS
*
*
*
Unidades de medida
Caloria (cal): quantidade de calor necessária para elevar em 1 C a temperatura de 1 g de água.
Joule (J): trabalho exercido por uma força de 1 N ao longo da distância de 1 m.
1 cal = 4,18 J
*
*
*
Entalpias-padrão de formação (ΔH°), a 25 °C
f
f
f
*
*
*
Alguns valores de energia de ligação (ΔHL), em kJ/mol
*
*
*
GABARITO
*
Professor: * Energia de ligação na molécula correspondente. Nos demais casos, o valor é uma média de valores obtidos de várias moléculas em que existe a ligação mencionada.

Teste o Premium para desbloquear

Aproveite todos os benefícios por 3 dias sem pagar! 😉
Já tem cadastro?

Outros materiais

Outros materiais