aula 6 - termoquimica
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aula 6 - termoquimica


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TERMOQUÍMICA 
Sistema e Vizinhança 
v 
sistema 
vizinhança 
fronteira 
Q 
T 
Aberto Fechado Isolado 
TERMOQUÍMICA 
\u2022 Termodinâmica: é a ciência que estuda as relações entre o 
calor e outras formas de energia 
\u2022 Termoquímica: é uma das áreas da termodinâmica, que 
estuda as quantidades de calor absorvidas ou desprendidas 
nas reações químicas 
\u2022 Calor (Q): é a energia que entra ou sai do sistema, em virtude 
da diferença de temperatura entre o sistema termodinâmico e 
as suas vizinhanças 
\u2022 Trabalho (w): é uma maneira de aumentar ou diminuir a 
energia de um sistema 
 
TERMOQUÍMICA 
\u2022 Como se mede as quantidades de calor 
envolvidas em uma reação química? 
\u2022 Como relacionar as quantidades de calor 
envolvidas em uma determinada reação com a 
quantidade de calor de outra reação química? 
CALOR DE REAÇÃO 
\u2022 É a quantidade de energia (Q) trocada pelo sistema e pela 
vizinhança, necessária para que a temperatura do sistema, 
depois da reação completa, seja a mesma que os reagentes 
no início da reação (numa dada temperatura). 
 
 Q= const x \u394T 
SISTEMA-VIZINHANÇA 
TIPO DE 
REAÇÃO 
EFEITO 
OBSERVADO 
NO SISTEMA 
RESULTADO 
NO SISTEMA 
SINAL DE Q 
Endotérmica Frasco resfria Energia 
Aumenta 
Positivo 
Exotérmica Frasco aquece Energia 
Diminui 
Negativo 
Calorimetria 
Uma caloria foi definida como a quantidade de calor necessária 
para aumentar a temperatura da água de 14,5 °C para 15,5 °C. 
Agora definida como (SI) 1cal = 4,184J 
Capacidade calorífica ou capacidade térmica de 
um sistema é a quantidade de calor necessária 
para elevar a temperatura do sistema de 1°C. 
 
 
 
 
 
 
 
C=Q/\u394T 
A capacidade calorífica (C) de corpos 
constituídos da mesma substância é 
diretamente proporcional à massa (m) de 
cada corpo. Capacidade térmica 
caracteriza o corpo e não a substância. 
(Joule por Kelvin) 
Substância Calor Específico (cal/g.°C) 
água 1,0 
álcool 0,58 
alumínio 0,22 
ar 0,24 
carbono 0,12 
chumbo 0,031 
cobre 0,094 
ferro 0,11 
gelo 0,5 
hélio 1,25 
hidrogênio 3,4 
latão 0,092 
madeira 0,42 
mercúrio 0,033 
nitrogênio 0,25 
ouro 0,032 
oxigênio 0,22 
prata 0,056 
rochas 0,21 
vidro 0,16 
zinco 0,093 
 
http://pt.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico 
Capacidade calorífica e calor específico 
Relacionado à capacidade calorífica (J °K-1 ) de um substância 
está o seu calor específico (J kg-1 K-1) ou (cal g-1 ºC-1) ou o seu 
calor específico molar (J °C-1 mol-1) 
 
Calor específico é uma grandeza física intensiva que define a 
capacidade térmica de uma substância por unidade de massa. 
Também é chamado de capacidade térmica mássica. 
 
 
 
Quando a substância é pura como a água podemos expressar 
capacidade térmica por mol - Calor específico molar 
 
 
 
Propriedades intensiva (não depende da 
quantidade de material da amostra) 
c=Q/n\u394T 
c=Q/m\u394T 
Exercícios 
\u2022 Uma amostra de 1,000g de sacarose C12H22O11 é colocada em uma bomba 
calorimétrica e queimada com oxigênio. O calorímetro contém 1,200 kg de 
água e sua temperatura aumenta de 22,90 para 25,54oC. Se a capacidade 
calorífica total do calorímetro (sem água) é 1,230 kJ oC-1, qual é o calor molar 
de combustão da sacarose? cágua=75,29 J.mol
-1. oC-1 
 
 
\u2022 O\u2206H \u30a de combustão de ácido benzóico, HC7H5O2, é -3227kJ mol-1. Num 
experimento, 0,8624 g de ácido benzóico é colocado num calorímetro e 
queimado em oxigênio. A água no calorímetro tem uma massa de 1,046kg, e 
sua temperatura aumenta de 23,812 para 27,920 oC. Num segundo 
experimento, 0,7421g de codeína, C18H23O4N, é colocado no mesmo 
calorímetro e queimado igualmente. Desta vez, o calorímetro tem 1,089kg de 
água e sua temperatura aumenta de 24,126 para 28,102oC. 
 Usando 75,29 JoC -1mol-1 como capacidade calorífica molar da água, calcule 
(a) a capacidade calorífica do calorímetro (sem água) e (b) o calor molar de 
combustão da codeína. 
Primeira Lei da Termodinâmica 
\uf044Euniv = \uf044Esis + \uf044Eamb 
\uf044Esis = Q + W 
\uf044Esis = Q (não há 
trabalho realizado) 
\uf044Esis = W(não há 
calor transferido) 
W = -P\uf044V 
ENTALPIA, H 
Q = \uf044Esis - W 
Q = \uf044H (à pressão constante) 
Q = \uf044Esis \u2013 0 (à volume constante) 
ENTALPIA, H 
\u2022 É uma propriedade extensiva de uma substância, que esta 
relacionada com o calor de reação (Qp), e permite calcular o 
calor absorvido ou desprendido numa reação química. 
\u2013 É uma função de estado: \uf044H = Hfinal \u2013 Hinicial 
\u2013 A pressão constante: Qp = \uf044H 
\u2022 A variação de entalpia (\u394H), corresponde ao calor liberado ou 
absorvido pelo sistema a pressão constante (QP) 
Propriedades intensiva (não depende 
da quantidade de material da 
amostra) e extensiva (depende da 
quantidade de material da amostra) 
Função de estado = não 
depende do caminho 
\u2022 A equação química abaixo representa a reação entre sódio metálico 
e água. Esta reação, feita em um béquer aberto, a 25\uf0b0C, e 1 atm, 
libera 367,5 kJ de energia. 
2Na(s) + 2H2O(l) \uf0ae 2NaOH(aq) + H2(g), \uf044H = -367,5 kJ 
2 mol de Na(s) + 2 mol de H2O(l) 
 
 
 \u394H = -367,5 kJ 
 (há desprendimento de 367,5 kJ de calor) 
 
 2 mol de NaOH(aq) + 1 mol de H2(g) 
 
 
ENTALPIA 
EQUAÇÕES 
TERMOQUÍMICAS 
2Na(s) + 2H2O(l) \u2192 2NaOH(aq) + H2(g), \u2206H = -367,5 kJ 
2H2(g) + O2(g) \u2192 2H2O(g), \u2206H = -483,7 kJ (*) 
2H2(g) + O2(g) \u2192 2H2O(l), \u2206H = -571,7 kJ 
\u2022 Duas regras importantes: 
\u2013 Quando uma equação termoquímica for multiplicada por um fator, o 
valor de \uf044H da equação será multiplicado pelo mesmo fator. 
\u2013 Quando uma equação termoquímica for invertida, o valor de \uf044H muda 
de sinal. 
H2O(g) \u2192H2(g) + 1/2O2(g), \u2206H = 241,8 kJ (*) 
 
 
LEI DE HESS 
\u2022 Afirma que se uma equação química puder ser escrita como a soma de 2 
ou mais etapas, a variação de entalpia da equação global é igual à soma 
das variações de entalpia das etapas. 
\u2022 Para entender a Lei de Hess: 
 
EXEMPLO 
\u2022 Deseja-se saber a variação de entalpia para a seguinte reação: 
2C(grafita) + O2(g) \u2192 2CO(g) 
\u2022 A síntese é difícil de estudar devido a formação de CO(g), porém é fácil 
medir a combustão de C(graf) e CO(g): 
2C(grafita) + 2O2(g) \u2192 2CO2(g), \u2206H = -787,0 kJ 
2CO(g) + O2(g) \u2192 2CO2(g), \u2206H = -566,0 kJ 
\u2022 Combinando as equações, ou seja, invertendo a 2ª equação e 
combinando-a com a 1ª, temos: 
2C(grafita) + 2O2(g) \u2192 2CO2(g), \u2206H = -787,0 kJ 
2CO2 (g) \u2192 O2(g) + 2CO(g), \u2206H = +566,0 kJ 
2C(grafita) + O2(g) \u2192 2CO(g), \u2206H = -221,0 kJ 
 
OUTRO EXEMPLO 
\u2022 Sabendo que, 
S(s) + O2(g) \u2192 SO2(g), \u2206H = -297,0 kJ 
2SO3(g) \u2192 2SO2(g) + O2(g), \u2206H = 198,0 kJ 
\u2022 Podemos calcular a variação de entalpia para a reação: 
2S(s) + 3O2(g) \u2192 2SO3(g) 
\u2022 Multiplicando a 1ª equação por 2 e invertendo a 2ª equação, temos: 
2S(s) + 2O2(g) \u2192 2SO2(g), \u2206H = -297,0 kJ x 2 = -594 kJ 
2SO2(g) + O2(g) \u2192 2SO3(g), \u2206H = -198,0 kJ 
2S(s) + 3O2(g) \u2192 2SO3(g), \u2206H = -792,0 kJ 
 
 
Estanho é um metal prateado-branco, maleável, pouco 
dúctil, e tem uma estrutura altamente cristalina. Devido à 
quebra desses cristais, um estalo é ouvido quando uma 
barra é dobrada. O elemento tem duas formas 
alotrópicas: \u3b1-estanho (cinza), com uma estrutura cúbica, 
e \u3b2-estanho (prateado-branco) de estrutura tetragonal. 
 
Estanho branco tem uma, quando ele é resfriado abaixo 
de 13,2 ° C, muda lentamente do branco-prateado para o 
cinza 
Transformação alotrópica do estanho 
http://www.chatzones.co.uk/ 
Redes 
ESTADO PADRÃO 
\u2022 O estado padrão de uma substância é a fase mais estável que