quimica geral apol 6

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Química Geral 
 
 
 
 
 
Termoquímica 
Aula 6 
 
 
Prof. Arion Zandoná Filho 
 
 
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Conversa Inicial 
Na aula de hoje abordaremos a TERMOQUÍMICA. Esse tema objetiva o 
estudo das variações de energia que acompanham as reações químicas. 
Veremos que a direção na qual uma reação se processa é determinada por dois 
fatores: as variações energéticas e entrópicas. O estudo quantitativo das 
variações energéticas (calor) associadas com as reações químicas é, portanto, 
a termoquímica. 
 
Para uma introdução à aula de hoje, assista ao vídeo que está 
disponível no material on-line. 
Contextualizando 
Ao se imaginar as ações da termoquímica não podemos deixar de pensar 
sobre a energia que transita entre os corpos e que essa energia é conservativa. 
Não podendo ser criada ou destruída, apenas transformada. Se o átomo é 
energia e não há reação química que ocorra sem variação de energia, essas 
variações, nas reações químicas, podem se manifestar sob a forma de calor e 
luz liberada ou absorvida. A origem da energia envolvida numa reação química 
decorre de maneira geral de um novo arranjo entre as ligações químicas por 
afinidade entre os átomos. O conteúdo de energia armazenado, principalmente 
na forma de ligações, é chamado de ENTALPIA (enthalpein, do grego = calor) e 
simbolizado por H (heat). Isso é primordial para entendermos as propriedades 
físicas e químicas da matéria, o comportamento dos materiais frente ao calor e 
as suas afinidades químicas e estruturais, e a partir desse conceito entender a 
ação do calor e a sua interação nos processos de engenharia. 
Assista ao vídeo a seguir, analise e associe o comportamento da energia 
sobre a matéria. 
https://www.youtube.com/watch?v=3sKf-tT6Zes 
 
 
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Termodinâmica 
Vamos iniciar nosso estudo sobre calor e reações, fazendo uma breve 
revisão dos conceitos físicos sobre energia e relacionando esses fatos às 
interações entre átomos e moléculas. Sabemos que, na mecânica clássica, 
havendo ausência de forças dissipativas, portanto ausência de trocas de energia 
na forma de calor, a energia mecânica atua de maneira correlata ao da energia 
interna, pois ambas se conservam em sistemas isolados. 
O sistema Termodinâmico pode ser representado através dos seus 
componentes básicos, que são os processos termodinâmicos, suas 
propriedades, seu estado e suas funções de estado. 
Em um sistema termodinâmico, uma substância de trabalho é definida 
como a parte do universo que está sob consideração. Qualquer outra coisa em 
questão é chamada de sistema. Uma fronteira hipotética pode ser criada: o 
sistema do resto do universo, que é referido como o ambiente, a vizinhança ou 
reservatório. 
Uma classificação útil dos sistemas termodinâmicos é baseada na 
natureza da fronteira e as grandezas que fluem através dele, como matéria, 
energia, trabalho, calor e entropia. Um sistema pode ser qualquer coisa, por 
exemplo, um pistão, uma solução em um tubo de ensaio, um organismo vivo, um 
circuito elétrico, um planeta etc. 
Abaixo representamos essa interação entre sistemas. 
 
 
 
 
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De forma direta, energia interna (nas moléculas e átomos) é uma 
grandeza termodinâmica que mensura o conteúdo total de energia encerrado 
pelas fronteiras que definem um sistema termodinâmico. Refere-se, pois, à 
energia total associada apenas aos constituintes do sistema em si. A energia 
interna não leva em consideração a energia eventualmente armazenada em 
interações do sistema com sua vizinhança. 
Como podemos conceituar essa condução dos sistemas térmicos? 
Vejamos a seguir. 
Energia e calor 
Energia é a capacidade de realizar trabalho ou transformar calor e é 
estudada através das leis da termodinâmica e termoquímica. 
As variações de energia, nas reações químicas, manifestam-se sob a 
forma de calor (geralmente) e luz liberada ou absorvida. 
Os estados da matéria caracterizam essas passagens de energia na 
matéria. 
 
A Lei Zero da Termodinâmica estabelece que dois corpos possuem a 
mesma temperatura se estiverem em equilíbrio térmico entre si. Essa lei permite, 
também, definir uma escala de temperatura, por exemplo, as escalas de 
temperatura Celsius e Fahrenheit. 
A escala de temperatura Celsius define a temperatura de solidificação da 
água, formando gelo, como sendo zero graus Celsius (0°C) e a de ebulição da 
água a partir do estado líquido como sendo 100°C, quando submetidos à pressão 
 
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de 1 atmosfera. Já na escala Fahrenheit, a temperatura do gelo é de 32°F e a 
do vapor como 212°F, quando submetidos à pressão de 1 atmosfera. 
Mede-se as mudanças de estado pelo calor absorvido ou emitido com 
referência a uma escala de temperatura e que resulta em aumento ou diminuição 
das distâncias intramoleculares. 
 
 
 
Para melhor entender esse fenômeno devemos ter em mente a primeira 
lei da termodinâmica que é a lei de conservação da energia. Nela observamos a 
equivalência entre o calor e o trabalho. Esta lei afirma que a energia total 
transferida para um sistema é igual à variação da sua energia interna, é o 
conteúdo de energia armazenado, principalmente na forma de ligações. 
 
 
∆𝑯 = 𝑯𝒇 – 𝑯𝒊 (entalpia final menos entalpia inicial) 
 
 
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A origem da energia envolvida numa reação química decorre, 
basicamente, de um novo arranjo para as ligações químicas. Veja o exemplo da 
formação da água. Quando as moléculas estão isoladas possuem maior energia, 
quando estabelecem a ligação, perdem o excedente de energia para o meio. 
 
 
O mesmo mecanismo de reação ocorre quando o sódio reage com o cloro 
liberando muita energia. A reação de formação de NaCl(s) a partir de seus 
elementos químicos Na(s) e Cl(g) existe pois há afinidade química e uma variação 
de energia chamada entalpia. Essa variação para a reação é o “delta h” (ΔH) de 
formação para NaCl(s). Na verdade a formação de NaCl(s) ocorre pela 
transferência de elétrons de Na para Cl. 
A perda de elétrons por um átomo é sempre um processo endotérmico. 
Remover um elétron de Na(g) para formar Na+(g) requer 496 kJ/mol. 
De maneira contrária, quando um não-metal ganha um elétron, o 
processo é geralmente exotérmico, como visto pelas afinidades eletrônicas 
negativas dos elementos. A adição de um elétron a Cl(s) libera 349 kJ/mol. 
 
 
 
 
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Se a transferência de um elétron de um átomo para outro fosse o único 
fator na formação de uma ligação iônica, o processo total raramente seria 
exotérmico. Por exemplo, a remoção de um elétron de Na(g) e a adição a Cl(S) é 
um processo endotérmico que requer 496 – 349 = 147 kJ/mol. Entretanto, isso 
propõe que os átomos de sódio e cloro estão infinitamente distantes um do outro. 
A principal razão para os compostos iônicos serem estáveis é a atração 
entre os íons de cargas opostas. Essa atração mantém os íons unidos, liberando 
energia e fazendo com que eles formem um arranjo ou rede, como a mostrada 
para NaCl. 
Uma medida da quantidade de energia necessária para a estabilização 
que se obtém quando íons de cargas opostas são agrupados em um sólido iônico 
é dada pela energia de rede. 
A energia de rede é a energia requerida para separar completamente um 
mol de um compostosólido iônico em íons gasosos. 
Vejamos o exemplo para NaCl(s): imagine que a estrutura mostrada abaixo 
expande-se de tal forma que as distâncias entre os tons aumente até que fiquem 
completamente separados. 
 
 
 
Esse processo requer 788 kJ/mol, que é o valor da energia de rede. 
 
NaCl(s) -------> Na+(g) + Cl-(g) ΔHrede = 788 kj/mol 
 
 
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O processo oposto, portanto, a aproximação do Na(g)+ e do Cl(g)- para 
formar NaCl(s), é altamente exotérmico (ΔH = -788 kJ/mol). 
As energias de rede podem ser tabeladas e utilizadas para comparar os 
diferentes retículos cristalinos, por representarem as ligações químicas no 
espaço. 
Valores muito positivos indicam que os íons estão fortemente atraídos uns 
pelos outros nesses sólidos. 
A energia liberada pela atração entre os íons de cargas contrárias mais 
do que compensa a natureza endotérmica das energias de ionização, tornando 
a formação de compostos iônicos em processo exotérmico. 
As fortes atrações também fazem com que a maioria dos materiais iônicos 
seja dura e quebradiça, com altos pontos de fusão (o NaCl(s) funde-se a 801°C). 
Para determinar arranjo de íons, a energia de rede aumenta à proporção 
que as cargas nos íons aumentam e que seus raios diminuem. A energia de 
rede depende basicamente das cargas iônicas, uma vez que os raios iônicos 
não variam dentro de uma faixa muito larga. 
Forças das ligações covalentes 
A estabilidade de uma molécula está relacionada com a força das ligações 
covalentes que ela contém. A força de uma ligação covalente entre dois átomos 
é determinada pela energia necessária para quebrar a ligação. 
 É mais fácil relacionar a força de ligação com a variação de entalpia nas 
reações nas quais as ligações são quebradas. A energia de ligação é a variação 
de entalpia, ΔH, para a quebra de uma ligação em particular em um mol de 
substância gasosa. 
Por exemplo, a entalpia de ligação para a ligação entre os átomos de cloro 
na molécula de Cl2 é a variação de entalpia quando um mol de Cl2 é dissociado 
em átomos de cloro. 
 
 
 
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Usamos a designação ΔHl (tipo de ligação) para representar as entalpias 
de ligação. 
É relativamente simples atribuir entalpias de ligação a ligações em 
moléculas diatômicas. A energia de ligação é a única energia necessária para 
quebrar a molécula diatômica em seus átomos constituintes. 
Entretanto, para ligações que ocorrem apenas em moléculas poliatômicas 
(como a ligação C-H), devemos invariavelmente usar as energias médias de 
ligação. 
Por exemplo, a variação de entalpia para o seguinte processo (chamado 
atomização) pode ser usada para definir a entalpia de ligação para a ligação C-
H. 
 
 
 
Como existem quatro ligações C-H equivalentes no metano, o calor de 
atomização é igual à soma das energias de ligação das quatro ligações C-H. 
Portanto, a entalpia média da ligação C-H para o CH4 é: 
 
ΔE(C-H) = (1.660/4) = 415 kJ/mol. 
 
A entalpia de ligação para determinado conjunto de átomos, digamos C-
H, depende do resto da molécula da qual essa ligação faz parte. 
Entretanto, a variação de uma molécula para outra é geralmente pequena. 
Isso sustenta a ideia de que os pares de elétrons ligantes estão localizados entre 
os átomos. Se considerarmos as entalpias de ligação C-H em vários compostos, 
encontraremos que a entalpia média de ligação é 413 kJ/mol, que é muito 
próximo do valor de 415 kJ/mol calculado para o CH4. 
Quando uma transformação se dá à pressão constante e o único trabalho 
possível é o trabalho de expansão, o calor liberado é igual a ∆H, sendo: 
 
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∆H = qp = calor de reação à pressão constante 
 
Quando falamos de calor de reação, referimo-nos a variações de entalpia, 
embora se empregue, frequentemente, o termo entalpia da reação. 
Somente no caso de reações a volume constante é que o calor liberado 
iguala a variação de energia: 
qv=∆E 
A entalpia de ligação é sempre uma grandeza positiva; é sempre 
necessário fornecer energia para romper ligações químicas. Contrariamente, a 
energia é sempre liberada quando uma ligação é formada entre dois átomos 
gasosos ou fragmentos moleculares. 
 
Quanto maior a entalpia de ligação, mais forte é a ligação. 
 
Uma molécula com ligações químicas fortes geralmente tem menor 
tendência a sofrer variação química do que aquela com ligações fracas. Essa 
relação entre ligação forte e estabilidade química ajuda a explicar a forma 
química na qual muitos elementos são encontrados na natureza. Por exemplo, 
ligações Si-O estão entre as ligações mais fortes que o silício forma. O exemplo 
clássico é o SiO2 e outras substâncias contendo ligação Si-O (silicatos), que são 
comuns na crosta terrestre (mais de 90%) devido a essa natureza da matéria. 
Leitura obrigatória 
Faça uma leitura dos subitens 5.1, 5.2 e 5.3 do livro Química: a Ciência 
Central, de Brown, Lemay e Bursten. Leia com atenção os exercícios resolvidos 
e prepare-se para fazer os exercícios propostos. 
Para complementar seus estudos, assista ao vídeo indicado a seguir. Veja 
em particular a partir do minuto 27 slide 21: 
http://videoaula.rnp.br/v.php?f=/ufjf/ciencias_exatas/qui125/aula10/qui12
5_aula10.xml 
 
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Acesse o material on-line e assista ao vídeo com as explicações do 
professor Arion a respeito do tema estudado. 
Classificação das reações 
O calor é energia que é transferida num dado processo, como o resultado 
da variação da temperatura. O calor sempre flui do objeto mais quente para o 
mais frio, isto é, o de mais alta temperatura para o de mais baixa. A nível atômico 
e molecular observa-se que a energia cinética das partículas varia com a 
temperatura. Se a temperatura aumenta, a energia cinética média cresce e, 
consequentemente, se a temperatura diminui, a energia cinética decresce. 
Observa-se também que o fluxo de calor entre dois objetos ocorrerá até que eles 
atinjam a mesma temperatura. 
 
 
 
 
Como o valor do ΔH de uma reação varia em função de vários fatores, é 
preciso conhecer na equação as seguintes informações: 
■ As substâncias que reagem e que são produzidas, com os 
respectivos coeficientes; 
■ A temperatura e a pressão; 
■ A fase de agregação (sólido-líquido-gasoso); 
■ A variedade alotrópica; 
■ A quantidade de calor que foi liberada ou absorvida durante a 
reação. 
Em função da energia envolvida as reações podem ser de dois tipos: 
Exotérmicas (liberam energia) 
Por exemplo, processos de combustão, respiração animal. Há um 
princípio fundamental da Termoquímica, determinado por Thompsen e Berthelot 
 
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(1867), segundo o qual: “Dentre um conjunto de reações químicas possíveis 
ocorrerá primeiro, espontaneamente, aquela que for mais exotérmica”. 
Observa-se que a maioria das reações realizadas em laboratórios é 
exotérmica. Um exemplo disso é a combustão do metano dada pela equação 
abaixo; 
 
CH4(g) + 2O2(g) ------ CO2(g) + 2H2O(l) 
 
Nas reações exotérmicas há, em geral, transferência de energia para o 
meio ambiente implicando em um aumento de temperatura. 
O calor é liberado, portanto, é um produto da reação retirado dos 
reagentes. Veja os exemplos: 
 
2 H2(g) + 1 O2(g) → 2 H2O(L) ΔH = - 136,6 Kcal 
2 H2(g) + 1 O2(g) → 2 H2O(L) + 136,6 Kcal 
2 H2(g) + 1 O2(g) - 136,6 Kcal → H2O(L) 
 
ΔH ENERGIA NO FINAL DA REAÇÃO É MENOR 
 
 
 
Veja oexemplo a seguir para a oxidação do metano: 
 
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Combustão do METANO (CH4(g)) -----------H2 < H1 
CALOR LIBERADO ------------ΔH = H2 - H1 
 
ΔH < 0 (negativo) 
Endotérmicas (absorvem energia) 
Exemplo: fotossíntese, cozimento dos alimentos. Numa reação 
endotérmica a entalpia dos produtos é maior que a entalpia dos reagentes uma 
vez que ocorre absorção de energia. Outro exemplo comum deste tipo de reação 
é a fusão do gelo, cujo processo é representado pela seguinte equação química: 
 
H2O(s) --------- H2O(l) 
 
A fotossíntese é uma reação endotérmica 
 
6 CO2 + 6H2O + calor  C6H 12O6 + 6 O2 
6 CO2 + 6H2O  C6H 12O6 + 6 O2 H = + calor 
 
 
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Este processo absorve calor do meio ambiente ou o meio no qual os cubos 
de gelo estão em contato. Isso implica numa diminuição da temperatura do meio 
ambiente. 
 
 
 
 
 
 
 
O gráfico abaixo mostra a 
absorção de energia quando 
da decomposição do carbonato de cálcio. 
 
 
 
CARBONATO DE CÁLCIO (CaCO3(S)) -----------H2 > H1 
CALOR ABSORVIDO ---------- ΔH = H2 - H1 
ΔH > 0 ( positivo) 
 
 
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Calorímetro 
É um aparelho usado para medir a quantidade de calor liberado ou 
absorvido em uma reação química ou transformação física. Utiliza-se um 
calorímetro, que nada mais é do que um recipiente isolado termicamente. Para 
as reações de combustão utiliza-se uma bomba calorimétrica, por ser mais 
segura. Nos dois casos o calor é transferido para uma massa da substância e 
obtido a partir da expressão. 
 
Q= m. c. ΔT 
 
Abaixo representamos um calorímetro com suas partes e mostramos um 
equipamento fabricado especialmente para essa função. 
 
 
Leitura obrigatória 
Faça uma leitura dos subitens 5.3, 5.4, 5.5 do livro Química: a Ciência 
Central e analise os exercícios resolvidos. 
 
 
 
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Assista também aos vídeos indicados a seguir: 
https://www.youtube.com/watch?v=Zw3Fk9FVBro 
https://www.youtube.com/watch?v=uvvs8MAAYqo 
https://www.youtube.com/watch?v=X_JR7OpoNxE 
 
Acesse o material on-line para assistir ao vídeo que o professor Arion 
preparou sobre a classificação das reações termoquímicas. 
Tipos de Entalpia 
Entalpia ou calor de formação 
 
Corresponde à energia envolvida na formação de um mol de substância 
a partir de substâncias simples, no estado alotrópico mais comum. 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. 
Como consequência, a formação de qualquer substância simples (na 
forma alotrópica mais estável) em condição padrão é zero: 
Ex: H2 (g) → H2(g) ΔH0 = 0,0 kcal/mol 
 
 Abaixo representamos a formação de carbono na forma de diamante e 
etanol: 
 
 
 
O calor liberado, 277,7 kJ/mol, é chamado de calor de formação do álcool. 
 
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Esses valores podem ser calculados e convertidos em tabela para a 
orientação em processos químicos. Abaixo encontram-se representados os ΔH 
de formação de várias substâncias. Observe que as mesmas 
preponderantemente são exotérmicas: 
 
1/2H2 (g) + 1/2Cl2 (g) → HCl(g) ΔH0 = - 22,1 kcal/mol 
 
Entalpia ou calor de decomposição 
Pode ser considerada como a entalpia inversa à de formação de uma 
substância. 
 
 
 
 
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Entalpia de combustão 
Na Termoquímica, normalmente são os processos e reações que ocorrem 
com liberação de calor. Uma reação química bastante comum e importante que 
serve como exemplo é a combustão. Uma fogueira libera grande quantidade de 
energia na forma de luz e calor. Esse calor liberado nas reações de combustão 
pode ser aproveitado para diversas atividades gerando aquecimento e outros 
tipos de energia, como a elétrica e a mecânica. A combustão da gasolina, por 
exemplo, faz um carro andar e a combustão do carvão ou de outros combustíveis 
gera eletricidade para indústrias. 
A entalpia de combustão corresponde à energia liberada na reação de 1 
mol de substância (combustível) com O2 puro (comburente) e pode ser medida 
e tabulada como no quadro abaixo. 
 
CH4(s) + 2O2 (g) → CO2(s) + H2O(g) ΔH0 = - 212,8 kcal/mol 
 
 
 
 
Se o combustível for material orgânico (C, H e O) a combustão pode ser 
de dois tipos: 
I. Completa; 
II. Incompleta. 
 
 
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Na combustão completa, os produtos são CO2 e H2O. Na incompleta, além 
dos produtos acima, formam-se, também, CO e/ou C (fuligem). A representação 
gráfica para esse fenômeno fica da seguinte forma: 
 
 
 
 
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Entalpia de dissolução 
Corresponde ao calor liberado ou absorvido na dissolução (às vezes 
seguida de dissociação) de 1 mol de substância de tal modo que, pela adição de 
quantidades crescentes de água, seja alcançado um limite a partir do qual não 
há mais liberação ou absorção de calor. 
 
KNO 3(s) → KNO 3(aq.) ΔH0 = +8,5 kcal/mol (dissolução endotérmica) 
HCl (g) → HCl (aq.) ΔH0 = -18,0 kcal/mol (dissolução exotérmica) 
 
Entalpia de neutralização 
Corresponde ao calor liberado na formação de 1 mol de água, a partir da 
neutralização de 1mol de íons H+ por 1 mol de íons OH-, em solução aquosa 
diluída. 
 
 
 
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Simplificando os termos, teremos: 
 
 
Entalpia ou energia de ligação 
A força de uma ligação entre dois átomos pode ser descrita pela energia 
de ligação (mais apropriada, porém não tão comum, é a denominação entalpia 
de ligação). A energia de ligação é o ∆H quando 1 mol de ligações é quebrado 
no estado gasoso. É a quantidade de calor absorvida na quebra de 6,02.1023 
ligações de determinada espécie, supondo as substâncias no estado gasoso, a 
25°C. 
Em uma reação química ocorre a quebra e a formação de ligações. 
Esses dois processos ocorrem de forma concomitante, durante uma 
colisão efetiva entre os reagentes, mas podem ser tratados como se ocorressem 
de forma sucessiva, já que, de acordo com a Lei de Hess, a variação de entalpia 
não depende do caminho em que a reação ocorre. Com isso, uma reação 
química qualquer pode ser analisada sob a seguinte ótica: 
■ Se gasta uma energia para romper as ligações dos reagentes; 
■ Libera-se uma energia quando são formadas as ligações dos 
produtos. 
Assim, o ∆𝑯 de uma reação pode ser calculado como a soma algébrica 
da energia absorvida na quebra de ligações com a energia liberada na formação 
de novas ligações, lembrando que a energia liberada possui sinal negativo. 
 
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Vejamos o exemplo gráfico para uma reação exotérmica. A seguir, listamos 
alguns valores de energia de ligação. 
Tipo de ligação Energia de ligação kcal/mol de ligações 
H – H 104,2 
Cl – Cl 57,8 
H – Cl 103,0 
O = O 118,3 
Br – Br 46,1 
H – Br 87,5 
 
O rompimento de ligações é um processo que consome energia, ou seja, 
é um processo endodérmico. A formação de ligações, ao contrário, é um 
processo que libera energia, processo exotérmico. 
Para se determinar o ∆𝑯 de uma reação a partirdos valores, devemos 
considerar: 
■ Que todas as ligações dos reagentes são rompidas e determinar a 
quantidade de energia consumida nesse processo; 
■ Que as ligações existentes nos produtos foram todas formadas a 
partir de átomos isolados e determinar a quantidade de energia 
liberada nesse processo; 
■ O ∆𝑯 será correspondente à soma algébrica das energias envolvidas 
(positiva para reagentes e negativa para produtos) nos dois 
processos, o de ruptura e o de formação de ligações. É importante 
salientar que este método fornece valores aproximados de ∆𝑯. Ele é 
muito útil na previsão da ordem de grandeza da variação de entalpia 
de uma reação. 
 
 
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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. Essas observações foram feitas por Germain Henry Hess e ficaram 
conhecidas como LEI DE HESS. É a lei da soma dos calores de reação e 
demonstra que a variação de entalpia de uma reação química não depende do 
modo ou caminho como a mesma é realizada, mas sim do estado inicial e estado 
final. 
De maneira genérica temos: 
 
 
 
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Para a formação de dióxido de carbono, temos: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Para a decomposição de nitrato de amônio, teremos: 
 
: 
 
A soma algébrica das reações dadas deve, portanto, resultar na reação 
de formação do metano, vejamos qual será a entalpia: 
 
C (grafite) + 2 H2 (g) → CH4(g) ΔH0 = ? 
 
Para obtermos essa equação, devemos efetuar as seguintes operações: 
 
 
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1. Deixar o primeiro termo (I) como está, pois já temos 1 mol de C no 
reagente; 
2. Multiplicar o segundo termo (II) por 2 para que o número de mols 
de H2(g) seja igual a 2, consequentemente o H também será 
multiplicado por 2; 
3. Inverter o terceiro termo (III) para que CH4(g) passe para o segundo 
membro da equação. Em vista disso, o H também terá seu sinal 
invertido, isto é, se a reação é exotérmica, invertendo-se o seu 
sentido, passará a ser endotérmica e vice-versa; 
4. Somar algebricamente as equações e os H. 
 
Assim, simplificando os termos da direita com os da esquerda, temos: 
 
 
 
O valor obtido é de – 74,5 kJ. 
Leitura obrigatória 
Faça uma leitura dos subitens 5.6, 5.7, 5.8 do livro Química: a Ciência 
Central. Analise com atenção os exercícios resolvidos e prepare-se para fazer 
os recomendados. 
 
 
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Para saber mais, assista aos vídeos indicados a seguir: 
www.youtube.com/watch?v=AQL7qYU4hWY 
www.youtube.com/watch?v=5AXcSmk5Nf8 
www.youtube.com/watch?v=ReWH2tq-Uqo 
 
O professor Arion fala um pouco mais sobre os tipos de entalpia. Assista 
ao vídeo que está disponível no material on-line e tire suas dúvidas! 
Química Ambiental 
Enquanto as necessidades humanas têm se mostrado crescentes, os 
recursos naturais, fonte primária de suprimento dessas necessidades, são 
limitados. A dinâmica das atividades econômicas inclui a procura da satisfação 
das necessidades humanas de forma racional frente às limitantes naturais. Desta 
forma, a produção, transformação, distribuição e consumo de energia deve ser 
orientada à satisfação dessas necessidades. 
Os diversos estágios do conhecimento científico e dos domínios 
tecnológicos permitiram que diferentes fontes energéticas se estabelecessem ao 
longo da existência humana, através de variadas tecnologias de conversão como 
forma de suprir os requerimentos em energia: a madeira; o vento; a energia 
hidráulica; o carvão; o petróleo; o gás natural; a energia nuclear e solar; dentre 
outras. 
Nesse contexto, a energia é, portanto, um vetor fundamental que contribui 
para a satisfação das necessidades humanas, manifestadas em suas principais 
categorias de requerimento, a saber: necessidades térmicas; necessidades de 
força motriz; necessidades de iluminação e necessidades eletrônicas. 
Historicamente o homem, através dos tempos, buscou se apropriar da 
energia enquanto valor de uso. Na sociedade do capital, a energia assume a 
dimensão de valor de troca, um fator de produção do capital e, portanto, de 
mercadoria. 
 
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27 
O processo de desenvolvimento humano (ao longo de sua existência) está 
estreitamente relacionado com a evolução do domínio sobre a exploração e uso 
das fontes de energia dispostas na natureza. 
Reside no corpo humano o mais complexo sistema conversor de energia 
do qual o homem faz uso. Através da digestão se processa a conversão da 
energia química presente nos alimentos em calor, energia muscular e cerebral. 
O homem dispõe de duas formas básicas de conversão de energia: os 
conversores orgânicos (uso do trabalho animal para produção de energia 
mecânica, a lenha, entre outros) e os conversores inorgânicos, que utilizam 
como fonte os recursos energéticos dispostos na natureza (roda d’água, energia 
do vento, máquinas elétricas, motores de combustão interna, dentre outros). 
Já os recursos energéticos, matéria de entrada dos conversores, são 
dispostos na natureza em duas formas distintas: recursos renováveis e recursos 
não-renováveis ou exauríveis. Os recursos renováveis estão associados a um 
fluxo contínuo enquanto que os recursos não renováveis apenas consideram a 
sua existência em uma quantidade determinada. De forma geral, os recursos 
renováveis estão presentes em todo o planeta, o que permite o seu uso de 
maneira descentralizada (hidráulica, solar, biomassa, eólica). 
Já os recursos não renováveis apresentam-se em quantidades limitadas 
(petróleo, gás, carvão, urânio), mas com um elevado grau de incerteza, uma vez 
que a definição de seu volume depende do estágio do desenvolvimento 
tecnológico e do ritmo de sua extração. 
No quadro abaixo é apresentado um esquema no qual a energia gerada 
pelo Sol se transforma em energia renovável nos vários sistemas de nosso 
planeta. 
 
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28 
 
 
Essa relação pode ser melhor observada quando apontamos as entalpias 
de reação por mol de oxigênio, conforme tabela abaixo. 
 
 
 
Os primeiros usos energéticos feitos pelo homem deram-se na utilização 
dos fluxos naturais de energia (o sol, o vento e a água) de uma forma direta, sem 
uso de equipamentos de conversão ou técnica. Uma outra parte do consumo 
estava ligada ao conteúdo energético presente nos alimentos. 
 
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29 
A quantidade anual de energia da luz solar em 1 m2 equivale a 190 kg de 
carvão betuminoso. 
A energia do Sol banhando o planeta Terra faz com que a evolução do 
planeta aconteça. 
A Terra tem aproximadamente 4,5 bilhões de anos e era bastante 
diferente da Terra que conhecemos hoje. Assim também é a atmosfera terrestre, 
que nem sempre apresentou a mesma composição química. À medida que 
desvendamos as grandes transformações químicas que a atmosfera terrestre 
vivenciou, procuramos avaliar quais foram as consequências dessas mudanças 
para a manutenção da vida na Terra. Assim, podemos aprender muito com a 
história, de modo a não cometermos os mesmos erros (ou pelo menos os 
protegermos de seus efeitos), os quais ficaram registrados na crosta do planeta 
ao longo desses bilhões de anos. 
O processo mais importante ocorrido na Terra foi o aparecimentoda vida, 
o que deve ter ocorrido há aproximadamente 3,5 bilhões de anos. Até então, 
estima-se que nosso planeta apresentava uma atmosfera bastante redutora, 
com uma crosta rica em ferro elementar e castigada por altas doses de radiação 
ultravioleta, já que o Sol era em torno de 40% mais ativo do que é hoje e também 
não havia oxigênio suficiente para atuar como filtro dessa radiação, como ocorre 
na estratosfera atual. 
Dentro dessas características redutoras, conclui-se que a atmosfera 
primitiva era rica em hidrogênio, metano e amônia. Esses dois últimos, em 
processos fotoquímicos mediados pela intensa radiação solar, muito 
provavelmente terminavam se transformando em nitrogênio e dióxido de 
carbono. Conforme esperado, todo oxigênio disponível tinha um tempo de vida 
muito curto, acabando por reagir com uma série de compostos presentes na sua 
forma reduzida. 
A termodinâmica e o conceito de vida 
Uma observação mais criteriosa da composição química da atmosfera 
terrestre mostra que o nosso planeta é ímpar quando comparado com nossos 
 
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30 
vizinhos mais próximos, Marte e Vênus. Se fosse possível tomar uma amostra 
de cada uma das atmosferas desses dois planetas e confiná-las em um sistema 
isolado por alguns milhões de anos, iríamos observar que as suas composições 
químicas não se alterariam. Ou seja, sob o ponto de vista termodinâmico, essas 
atmosferas estão em equilíbrio, conforme mostram os dados termodinâmicos 
presentes na última linha do quadro abaixo. 
 
Composição química e termodinâmica da atmosfera de alguns planetas do 
Sistema Solar (%) 
Gás Vênus Marte Terra Terra* 
CO2 96,5 95 0,035 98 
N2 3,5 2,7 79 1,9 
O2 traços 0,13 21 traços 
Argônio traços 1,6 1,0 0,1 
* Composição provável antes do aparecimento da vida no planeta. 
 
No entanto, se tomarmos uma amostra do ar que respiramos hoje e 
procedermos do mesmo modo que fizemos para as amostras de Marte e Vênus, 
ou seja, confiná-la de modo a excluir qualquer interação com seres vivos, iríamos 
descobrir que sua composição química seria drasticamente alterada e, no final, 
teríamos uma atmosfera muito similar àquela encontrada nesses dois planetas. 
Isso demonstra que a atmosfera terrestre está muito distante do equilíbrio 
termodinâmico, o que intuitivamente é sabido, pois como poderíamos explicar 
que, em uma atmosfera tão rica em oxigênio (poderoso oxidante), pudessem 
coexistir espécies reduzidas, tais como metano, amônia, monóxido de carbono 
e óxido nitroso? 
Em uma análise mais abrangente, poderíamos dizer que esse quadro 
único em termos de composição química da atmosfera da Terra é fruto da vida 
que se desenvolveu no planeta há mais de 3,5 bilhões de anos. O oxigênio que 
 
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31 
hoje compõe a atmosfera é quase todo produto da fotossíntese, pois todas as 
outras fontes fotoquímicas inorgânicas de produção de oxigênio juntam 
contribuem com menos de um bilionésimo do estoque de O² que respiramos. 
Assim, os processos biológicos (em outras palavras, a vida!) produzem não 
apenas o oxidante atmosférico, mas também os gases reduzidos, gerando um 
estado de baixa entropia, mantido pela inesgotável fonte de energia proveniente 
da radiação solar. 
Imagine uma nave não tripulada pousando em Marte para investigar a 
existência de vida nesse planeta, e que você fosse o encarregado de idealizar 
um experimento que pudesse elucidar essa dúvida. Na realidade, esse cenário 
não é de ficção e realmente ocorreu. Dentre as várias propostas de experimentos 
que foram apresentadas (busca de DNA, detecção de carbono assimétrico etc.), 
todas pecavam porque assumiam que a existência da vida seria caracterizada 
por indícios com os quais estamos familiarizados, ou seja, estavam centrados na 
nossa concepção do que é vida. 
Hoje podemos concluir que não seria necessário ir até esses planetas 
para verificar se haveria ou não vida neles, uma vez que em um conceito muito 
mais amplo (e válido para todo o Sistema Solar), a vida poderia ser detectada 
pela simples observação, daqui da Terra mesmo, do estado de entropia da 
atmosfera alienígena. Dentro dessa concepção química extremamente 
abrangente de vida, Marte e Vênus são hoje tidos como planetas estéreis porque 
suas atmosferas estão em equilíbrio termodinâmico. 
O ar atmosférico é, como vimos, uma mistura de vários gases, que, em 
condições normais, se apresenta inodora, insípida e incolor. Presa à Terra por 
ação da gravidade, acompanha a massa sólida em todos os seus movimentos 
e, pela mesma razão, mantém íntima relação com a massa líquida. Quando 
completamente seco, o ar atmosférico possui uma composição aproximada de 
78% de Nitrogênio e 21% de Oxigênio. O 1% restante é composto de outros 
gases, tais como Argônio, Dióxido de Carbono, Neônio, Hélio, Ozônio, 
Hidrogênio etc. 
 
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A emissão de substâncias perigosas, a utilização de fontes de energia 
poluentes e a destruição das florestas têm vindo a degradar a atmosfera 
terrestre. Mudanças na sua composição química podem provocar alteração do 
clima da Terra e afetam a qualidade do ar que respiramos. O Homem e todos os 
seres vivos não podem existir sem a proteção da atmosfera terrestre, que 
constitui um invólucro gasoso com o qual se estabelecem relações de interação. 
A espessura da atmosfera está avaliada em cerca de duas centenas de 
km, mas as suas propriedades físicas e químicas não são verticalmente 
homogêneas, determinando a sua divisão em três camadas: troposfera, 
estratosfera e mesosfera com características diferentes. 
Troposfera 
A camada mais baixa da atmosfera é chamada troposfera. Sua espessura 
varia de 8km nos polos ao máximo de 16km no equador. A troposfera é limitada 
acima pela tropopausa, um limite marcado por temperaturas estáveis. Acima da 
troposfera está a estratosfera. Embora variações ocorram, a temperatura 
geralmente cai com a altura crescente na troposfera. Os alpinistas sabem que 
serão diversos graus mais frios no alto de uma montanha do que no vale abaixo. 
A troposfera é mais densa do que as camadas da atmosfera acima dela 
(por causa do peso que a comprime), e contém até 75% da massa da atmosfera. 
É composta primeiramente de nitrogênio (78%) e do oxigênio (21%) com 
somente pequenas porcentagens de outros gases. Quase todo o vapor ou 
umidade atmosférica é encontrado na troposfera. 
A troposfera é a camada onde a maioria do clima mundial ocorre. Desde 
que a temperatura diminui com altura na troposfera, o ar morno perto da 
superfície da terra pode subitamente levantar-se, sendo mais ou menos denso 
do que o ar mais frio acima dele. As moléculas podem viajar para o topo da 
troposfera e da parte superior desta há o movimento de retorno em períodos de 
dias. Tal movimento, ou convecção vertical do ar, gera nuvens e finalmente a 
chuva da umidade no ar, e é a principal causa do tempo que nós 
experimentamos. 
 
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A troposfera é limitada pela tropopausa, uma região da temperatura 
estável. A temperatura de ar começa então a subir na estratosfera. Tal aumento 
da temperatura impede a convecção do ar além da tropopausa, e 
conseqüentemente a maioria resiste aos fenômenos, incluindo as nuvens 
elevadas do cúmulo-nimbo, que permanecem confinadas à troposfera. Às vezes 
a temperatura não diminui com altura na troposfera, mas, ao contrário, aumenta. 
Tal situação é conhecida como uma inversão térmica. As inversões térmicas 
limitam ou impedem a convecção vertical do ar. Tal estabilidade atmosféricapode conduzir a episódios de poluição de ar com os poluentes na superfície 
terrestre aprisionados abaixo da linha de inversão térmica. 
Estratosfera 
A estratosfera é a segunda camada principal da atmosfera. Encontra-se 
acima da troposfera e é separada dela pela tropopausa. Ocupa a região da 
atmosfera de aproximadamente 12 a 50 quilômetros, embora seu limite mais 
baixo tenda a ser mais próximo ao Equador e diminuir próximo dos polos. A 
estratosfera define uma camada em que as temperaturas aumentam com altura 
crescente. No alto da estratosfera o ar fino pode alcançar temperaturas perto de 
0°C. Essa ascensão na temperatura é causada pela absorção da radiação (UV) 
ultravioleta do sol pela camada de ozônio. 
Tal perfil de temperatura cria condições atmosféricas muito estáveis, e na 
estratosfera falta a turbulência do ar prevalecente na troposfera. 
Consequentemente, a estratosfera está quase completamente livre das nuvens 
ou das outras formações climáticas. 
A estratosfera fornece algumas vantagens para os voos de longa-
distância porque está acima das tempestades e possui ventos fortes, constantes 
e horizontais. 
A estratosfera é separada da mesosfera acima pela estratopausa. 
 
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34 
Mesosfera 
A mesosfera (literalmente esfera média) é a terceira camada, sendo a 
mais elevada em nossa atmosfera, ocupando a região de 50 a 80 quilômetros 
acima da superfície da terra. Encontra-se acima da troposfera e da estratosfera 
e abaixo da termosfera. É separada da estratosfera pela estratopausa e da 
termosfera pela mesopausa. 
As temperaturas na mesosfera caem com altura crescente 
aproximadamente a -100°C. A mesosfera é a mais fria das camadas 
atmosféricas. De fato, é mais fria do que a mais baixa temperatura registrada na 
Antártica. É frio o bastante para congelar o vapor de água em nuvens de gelo. 
Você pode ver essas nuvens se a luz solar as iluminar após o pôr do sol. São 
chamadas Nuvens Noctilucentes (NLC, do inglês, Noctulecent Clouds). As NLCs 
são mais visíveis quando o sol está de 4 a 16 graus abaixo do horizonte. 
A mesosfera é também a camada em que muitos dos meteoros se 
queimam ao adentrar a atmosfera da Terra. Da Terra são vistos como estrelas 
cadentes. 
Termosfera 
A termosfera (literalmente, "esfera quente") é a camada exterior da 
atmosfera, separada da mesosfera pela mesopausa. Dentro da termosfera as 
temperaturas sobem continuamente a bem além de 1000°C. As poucas 
moléculas que estão na termosfera recebem quantidades extraordinárias de 
energia do sol, fazendo com que a camada se aqueça a tais temperaturas. A 
temperatura do ar, entretanto, é uma medida da energia cinética de moléculas 
do ar, não da energia total armazenada pelo ar. 
Consequentemente, desde que o ar está dentro da termosfera, tal valor 
de temperatura não são comparáveis àquelas da troposfera ou da estratosfera. 
Embora a temperatura medida seja muito alta, na termosfera a sensação é que 
realmente faz muito frio porque a energia total chega somente a algumas 
moléculas que lá estão e elas não seriam bastante para transferir calor 
apreciável a nossa pele. 
 
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35 
A parte mais inferior da termosfera, 80 a 550 quilômetros acima da 
superfície da Terra, contém a ionosfera. Além da ionosfera, estende-se para fora, 
a talvez 10.000 km, a exosfera ou a termosfera exterior, que se funde 
gradualmente ao espaço. 
Exosfera 
A exosfera é a camada mais elevada da atmosfera. Junto com a ionosfera, 
compõe a termosfera. A exosfera estende a 10.000 km acima da superfície da 
Terra. Este é o limite superior de nossa atmosfera. A atmosfera aqui se funde ao 
espaço com o ar extremamente rarefeito. Os átomos e as moléculas do ar estão 
escapando constantemente para o espaço a partir da exosfera. 
Nessa região da atmosfera, o hidrogênio e o hélio são os componentes 
principais e estão a densidades extremamente baixas. Esta é a área onde muitos 
satélites orbitam em volta da Terra. A atribuição da designação de troposfera à 
zona inferior da atmosfera deve-se à permanente mistura de massas de ar que 
nela ocorrem. Tal fato não se verifica na estratosfera, onde os movimentos 
verticais de massas de ar têm amplitudes fracas conduzindo à estratificação 
vertical dessas massas. 
Mas, a atmosfera, deverá ser vista como um todo, uma vez que a divisão 
em camadas é apenas teórica e porque no seu conjunto funciona um poente fino 
protetor da radiação emitida pelo sol. 
Poluição atmosférica 
 Quando a atmosfera causa danos à fauna, flora, materiais e ao ser 
humano dizemos que está poluída. Esta poluição resulta da alteração de 
características físicas, químicas e biológicas normais da atmosfera. Ela é o 
retrato negativo da industrialização: milhões de toneladas de elementos 
poluentes são emitidos diariamente, e estes alteram de forma passageira ou até 
mesmo permanente as condições de vida na Terra. Nos grandes centros 
urbanos verifica-se a emissão de monóxido de carbono, que apesar de inodoro, 
invisível e insípido, é considerado o principal poluente dessas áreas. 
 
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36 
Para que se entenda melhor o que é poluição atmosférica, é de suma 
importância que se conheça a composição normal do ar, que pode ter alguma 
variação de região para região, exposta a seguir: 
 
GÁS CONCENTRAÇÃO (Porcentagem) 
Nitrogênio (N2) 78,03 
Oxigênio (O2) 20,99 
Argônio (Ar) 0,94 ppm** 
Dióxido de carbono (CO2) 340,0* 
Neônio (Ne) 18,0 
Hélio (He) 5,0 
Metano (CH4) 1,5 
Hidrogênio (H2) 0,5 
Óxido de nitrogênio (N2O) 0,3* 
Dióxido de nitrogênio (NO2) 0,3* 
Monóxido de nitrogênio (NO) 0,1* 
Monóxido de carbono (CO) 0,1* 
* concentração variável ** partes por milhão 
 
O monóxido de carbono (CO) provém da combustão incompleta de 
materiais fósseis, como o petróleo e o carvão, principalmente nas indústrias 
metalúrgicas, refinarias de petróleo e motores à combustão. Pode afetar o 
equilíbrio térmico da estratosfera. Quando aspirado pelo homem, combina-se 
com a hemoglobina das hemácias, substituindo o oxigênio, provocando a 
dificuldade respiratória e até mesmo asfixia. A diminuição do suprimento de 
oxigênio às células leva o aparelho respiratório e o coração a trabalhar mais, 
provocando um esforço adicional, perigoso em pessoas portadoras de 
problemas cardíacos e pulmonares. 
 
 
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O dióxido de enxofre (SO2) provém de emanações de centrais elétricas, 
fábricas, veículos automotores e combustíveis domésticos frequentemente 
carregados de ácido sulfúrico. O ar poluído, as pedras calcárias empregadas em 
construções e também tecidos sintéticos agravam as afecções respiratórias, 
afetam os animais e as plantas. É uma ação irritante nos canais respiratórios, 
provocando tosse e sufocação. Além disso, contribui para o agravamento de 
asma e da bronquite crônica e afeta também outros órgãos sensoriais. 
O óxido de nitrogênio (NO2) provém de motores a combustão, aviões, 
fornos, incineradores, do emprego excessivo de certos fertilizantes, de 
queimadas e de instalações industriais. Pode provocar nevoeiros. Causa a 
redução da capacidade do sangue no transporte de oxigênio para as células, 
provocando, entre outras doenças, o enfisema e a redução das defesas do 
organismo contra as infecções. Pode ainda provocar afecções respiratórias e 
bronquites em recém-nascidos. 
Veja, na tabela a seguir, os poluentes mais comuns do ar e suas principais 
fontes: 
 
Poluentes Principais fontes (precursores) 
1. HidrocarbonetosEmissões de veículos, refinarias de petróleo e vegetação. 
2. Sulfetos 
Usinas termoelétricas, fornos a carvão, metalúrgicas, 
vulcanização, indústria de fertilizantes e pântanos. 
3. Mercaptanas Refinarias de petróleo e indústrias de celulose. 
4. Hidrocarbonetos 
clorados 
Pesticidas, lavanderias e propelentes de aerossóis. 
5. Dióxido de 
enxofre 
Combustões, olarias, usinas termoelétricas, refinarias de 
petróleo, usinas de ferro/aço, indústria de fertilizantes e 
plantas. 
6. Óxidos de 
nitrogênio 
Emissões de veículos, indústria de fertilizantes. 
7. Ácido nítrico Conversão do NO2. 
 
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38 
8. Monóxido de 
carbono 
Emissões de veículos e oxidação de terpenos 
(vegetação). 
9. Dióxido de 
carbono 
Combustões em geral/emissões de veículos. 
10. Amônia Fábrica de fertilizantes e de amônia. 
11. Ozônio 
Na troposfera, principalmente: hidrocarbonetos + óxidos 
de nitrogênio + luz. 
12. Material 
particulado 
(poeiras) 
Emissões de veículos, refinarias de petróleo, usinas a gás, 
geração de eletricidade, incinerações, fábricas de cimento, 
cerâmicas, estufas e carvão, fornos e, entre outras, 
conversão gás-partícula. 
 
Os poluentes difundem-se pela atmosfera. A maioria dos poluentes não 
permanece aí durante muito tempo a não ser que se transformem através de 
reações químicas que têm origem na estratosfera, ou voltem à superfície da 
Terra através do ciclo correspondente. 
Algumas substâncias poluentes ficam dispersas pelo ar em direção à 
camada superior: a estratosfera. Nessa zona da atmosfera, as massas de ar só 
se movimentam no sentido horizontal. Portanto, os poluentes podem 
permanecer nessa camada por muito tempo, exclusivamente mais de cem anos. 
O ozônio observa as radiações ultravioletas do sol: isso faz com que tenham 
uma função primacial como protetor da vida da Terra. 
Na atmosfera houve sempre partículas sólidas procedentes de processos 
naturais, tais como erupções vulcânicas, a erosão do solo etc., que 
continuamente geraram substâncias potencialmente poluentes. Mas este tipo de 
poluição é perfeitamente assumido pela mesma natureza, graças aos 
mecanismos de autopurificação que a atmosfera possui. Contudo, o equilíbrio 
entre os elementos componentes da atmosfera é muito frágil, e certa 
interpretação do homem pode alterá-lo de forma negativa. Já entre as mais 
 
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39 
graves consequências da poluição atmosférica, podemos citar a chuva ácida, o 
efeito estufa e a diminuição da camada de ozônio. 
Chuva ácida 
A chuva será considerada ácida quando tiver um pH inferior a 5.0, 
ocorrendo não apenas sob a forma de chuva, mas também como neve, geada 
ou neblina. Decorre da queimada de combustíveis fósseis, produzindo gás 
carbônico, formas oxidadas de carbono, nitrogênio e enxofre. Esses gases, 
quando liberados para a atmosfera, podem ser tóxicos para os organismos. O 
dióxido de enxofre provoca a chuva ácida quando se combina com a água 
presente na atmosfera, sob a forma de vapor. As gotículas de ácido sulfúrico 
resultantes dessa combinação geram sérios danos às áreas atingidas. Além dos 
sérios danos ao meio ambiente natural, as chuvas ácidas também constituem 
séria ameaça ao patrimônio cultural da humanidade, corroendo as obras 
talhadas em mármore, que por ser uma rocha calcária, dissolve-se sob a ação 
de substâncias ácidas. 
Efeito estufa 
O efeito estufa é bastante análogo ao objeto que lhe dá o nome, isto é, 
alguns gases presentes na atmosfera têm a propriedade de reter e reenviar o 
calor refletido pela superfície, de forma similar aos vidros de uma estufa para 
cultivo de plantas. Fenômeno de elevação da temperatura média da Terra, que 
ocorre pelo aumento considerável na concentração de gás carbônico na 
atmosfera, provocado principalmente pela queima de combustíveis fósseis e 
desmatamentos, formando assim uma espécie de “coberta” sobre a Terra 
impedindo a expansão do calor. 
O crescente aumento do teor do gás carbônico na atmosfera faz com que 
a temperatura da Terra esteja em constante crescimento, o que pode ocasionar 
grandes distúrbios climáticos. É um fenômeno que ocorre naturalmente e, em 
princípio, não deveria ser nocivo. Pelo contrário, sem o efeito estufa, a 
temperatura média da Terra seria algo perto de -20ºC, o que certamente 
 
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inviabilizaria a existência de vida. O que causa preocupação é o aumento do 
efeito estufa provocada pelo aumento da concentração de certos gases devido 
à atividade humana. 
Segundo especialistas, os principais responsáveis pelo aumento do efeito 
estufa são: dióxido de carbono (aumento da concentração em 30% em 150 
anos), metano (140%), óxido nitroso (11%) e compostos de cloro-flúor-carbono 
(sem referência anterior, pois foi introduzido com uso de sistemas de 
refrigeração). São gases resultantes de atividades industriais, agrícolas, 
transportes, mineração e outras. 
Acordos e compromissos internacionais têm sido colocados para reduzir 
a emissão desses gases. Mas é algo um tanto difícil. Depende de esforços 
tecnológicos e certamente de mudanças de hábitos de consumo. Alguns 
pesquisadores estimam que a temperatura média da Terra aumentou de 0,3 a 
0,6ºC nos últimos 100 anos em razão do aumento da concentração desses 
gases. E preveem um aumento de 1 a 3ºC para os próximos 100 anos. 
Diminuição da camada de ozônio 
O ozônio está presente na troposfera, que é a camada da atmosfera em 
que vivemos, e também em zonas mais altas da estratosfera, entre 12 e 50 km 
de altitude, tendo como função proteger o planeta da incidência direta de grande 
parte dos raios ultravioletas, que é um dos componentes da radiação solar. 
Com a diminuição da camada de ozônio, os raios ultravioletas atingem a 
Terra de forma mais brusca, provocando graves doenças no ser humano, como 
câncer de pele, distúrbios cardíacos e pulmonares, queimaduras, problemas de 
visão etc. O ambiente também é diretamente atingido pelas modificações na 
cadeia alimentar, visto que certas espécies de animais e plantas são 
extremamente sensíveis a essa radiação, como os anfíbios anuros (sapos, rãs e 
pererecas). Além disso, a destruição desta camada de ozônio pode contribuir 
com o derretimento de parte do gelo da calota polar, causando o 
superaquecimento do planeta. 
 
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Uma das grandes causas da diminuição da camada de ozônio tem sido a 
liberação de compostos químicos industriais na atmosfera, denominados de CFC 
(clorofluorcarbonos), que é um gás não tóxico, inodoro, e quimicamente inerte. 
Os primeiros equipamentos de refrigeração usavam amônia como gás 
refrigerante, mas ela é tóxica e inflamável sob certas condições. Assim, o uso 
era restrito a instalações industriais. Por volta de 1930, foram introduzidos os 
compostos à base de cloro, flúor e carbono (CFC), que não são inflamáveis nem 
tóxicos e isso permitiu a ampla utilização dos refrigeradores. 
Leitura obrigatória 
Faça uma leitura dos subitens 1 a 4 do capítulo I, 6.3, 6.5, 8.1, 8.3, 8.7, 
9.1 e 9.2 do capítulo II do livro Química Ambiental, de Spiro&Stigliani. Acesse 
a Biblioteca Virtual! 
 
Para saber mais, assista aos vídeos indicados a seguir: 
www.youtube.com/watch?v=6eKH3btIUlo 
www.youtube.com/watch?v=NQERomN4n2Y 
www.youtube.com/watch?v=DgOB85gd1l8 
www.youtube.com/watch?v=76eAZH0krzw 
www.youtube.com/watch?v=Pwqzk-NMUxQ 
www.youtube.com/watch?v=9UiF2NF1_fE 
www.youtube.com/watch?v=I-MmIL0DaaM 
 
Saiba mais sobre o assunto destetema, assistindo ao vídeo que está 
disponível no material on-line. 
 
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42 
Na prática 
Escreva as equações termoquímicas correspondentes à entalpia de 
combustão de: 
 
a) H2(g) 
b) Cgraf 
c) C3H8(g) 
d) C4H8O2(l) 
 
Resolução 
 
a) H2(g)+1/2 O2(g)→H2O(l) 
b) Cgraf.+ O2(g)→ CO2(g) 
c) C3H8(g)+ 5 O2(g)→ 3 CO2(g)+ 4 H2O(l) 
d) C4H8O2(l)+ 5 O2(g)→ 4 CO2(g)+ 4 H2O(l) 
 
Dados os seguintes calores de combustão: 
 
Calor de combustão de H2(g) = –68 kcal/mol 
Calor de combustão de CH4(g) = –213 kcal/mol 
 
Qual dos dois combustíveis libertaria maior quantidade de calor por 
grama? 
 
Resolução 
 
H2 - 2g ------ (-68 kcal/mol) 
 1g -------- x = - 34 kcal/mol 
 
CH4 – 16g ------ (-213 kcal/mol) reação exotérmica 
 
CCDD – Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico 
 
43 
 1g --------- y = -13,3 kcal/mol 
 
Faça você mesmo! 
 
1. Dados: 
 
Cgraf+ O2(g) → CO2(g) ∆H = –94 kcal/mol 
Cdiam+O2(g) → CO2(g) ∆H = –94,5 kcal/mol 
Calcule o ∆H da transformação de Cgraf em Cdiam. 
 
Resposta: ∆H = +0,5 kcal/mol 
 
Com relação à questão anterior, calcule o ∆H para transformar 240g de 
grafite em diamante. 
 
Resposta= 10kcal 
Síntese 
Para as considerações finais do professor Arion, assista ao vídeo que está 
disponível no material on-line. 
Referências 
BROWN, T. L., LEMAY, H. E., BURSTEN, B. E; BURDGE, J.R. Química, a 
Ciência Central. São Paulo: Pearson, 2005.