Relatório Termoquímica

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Universidade Federal da Fronteira Sul- UFFS 	 Prof. Clovis Piovezan
Química Licenciatura		 Química Geral Experimental
Termoquímica
Daniela Steinheuser Schiochet 1813121025
Química licenciatura danielasteinheuser@gmail.com 
Introdução
 A termoquímica que também pode ser chamada de termodinâmica química é o ramo da química que tem como objeto de estudo o calor (energia) produzido ou consumido nas reações químicas de acordo com os princípios enunciados na termodinâmica. A energia, em suas mais variadas formas, move o mundo atual. Seja a energia elétrica, a oriunda da queima de combustíveis, a produzida no processo de fotossíntese, enfim, toda forma de energia é de extrema importância para a sociedade atual. As diversas formas de energia são, em grande parte, derivadas de reações químicas, como as acontecem no processo de metabolismo do corpo humano, nas baterias, formação de biomassa, entre outros. 
 Em linhas gerais a termoquímica, é relacionada com a troca de energia acompanhando transformações, tais como misturas, transições de fases, reações químicas, e incluindo cálculos de grandezas tais como a capacidade térmica, o calor de combustão, o calor de formação, a entalpia e a energia livre. Sabe-se que na termoquímica podemos usar a calorimetria para medir o calor “q” produzido ou absorvido numa reação e assim, chegar ao conceito de “calor de reação” ou variação de entalpia ΔH, que trata das mudanças de energia que ocorrem em um sistema. Portanto, em uma reação que há perca de calor dos reagentes para o meio ambiente seu valor de ΔH é negativo e a reação dita exotérmica; já se o correr o contrário, houver absorção de calor o valor de ΔH é positivo e a reação é dita endotérmica. 
 A variação de entalpia Δ H, é uma função de estado, ou seja, depende somente dos estados inicial e final do sistema e não da seqüência de estados seguida pelo sistema durante a transformação. Portanto, durante a transformação de reagentes em produtos se houver mais de um trajeto ia ou etapa, a variação total de entalpia ΔH se á mesma para cada uma delas. Essa regra é denominada de "Lei de Hess da Soma Constante dos Calores", ou simplesmente “Lei de Hess” nomeado assim em homenagem ao químico suíço Germain Henry Hess que a verificou a base de observações experimentais. Uma maneira de obter a variação de entalpia de uma reação é através de experiências calorimétricas, onde o efeito térmico de uma reação é medido usando um calorímetro adiabático assim chamado, pois, nele o sistema está isolado e não transfere calor para o meio ambiente. A temperatura no final da reação é em geral diferente da temperatura do início. Portanto, para qualquer transformação dentro do calorímetro, sob pressão constante, o primeiro princípio nos diz que Qp = ΔH = 0. 
 Existem dois tipos de reações e processos desse tipo, que são:Endotérmicos: Endo significa para dentro, ou seja, são reações ou mudanças de estado físico em que os reagentes absorvem calor.Por exemplo, a vaporização é a mudança do estado líquido para o gasoso, como quando as roupas no varal secam. Para que essa mudança ocorra, a água absorve energia e, dessa forma, suas interações intermoleculares são rompidas e as moléculas são liberadas na forma de vapor.
Um exemplo de reação química endotérmica é o aquecimento do calcário (CaCO3). Ele absorve calor e se decompõe, originando entre seus produtos o óxido de cálcio (CaO), que é a cal virgem.E exotérmicos:Exo significa para fora, ou seja, refere-se a reações ou mudanças de estado físico em que há liberação de calor.
 Veja dois exemplos: A solidificação da água em gelo é uma mudança de estado físico que ocorre quando há liberação de calor. Os motores a explosão dos automóveis funcionam a partir da energia liberada pela reação de combustão de etanol ou de derivados do petróleo, como a gasolina e o óleo diesel.Dois conceitos importantes no estudo da termoquímica são a entalpia (H) e a Variação da entalpia (ΔH) ,que se referem, respectivamente, ao conteúdo de energia das substâncias e à diferença de energia entre os reagentes e os produtos.Quando a equação que descreve o processo inclui o valor da variação de entalpia, dizemos que é uma equação termoquímica  . Se o valor de ΔH for negativo, quer dizer que o processo é exotérmico, porque a entalpia final é menor que a inicial; e se der positivo, o processo é endotérmico.
Materiais e Método
Materiais:
●Béquer de 50 mL 
●Chapa de aquecimento
( Sulfato de cobre penta hidratado
( NaOH
( Ureia
( Solução NaOH 1 mol/L
( Solução de HCl 1 mol/L
Experimento I
Colocou-se uma pequena quantidade de CuSO4.5H2O em um béquer, e este foi aquecido e observou-se a mudança na coloração. Após o béquer esfriar, adicionar uma gota de água. 
Experimento II
 Em um béquer adicionou-se 20 mL de água destilada e anotou-se a temperatura. Adicionou-se três pastilha de NaOH, e foi agitado até dissolver e mediu-se novamente a temperatura. 
Experimento III
 Em um béquer adicionar 20 mL de água destilada e anotar a temperatura. Adicionar uma colher de sopa cheia de uréia, agitar até dissolver e anotar a temperatura. 
Experimento IV 
Verificou-se a temperatura inicial da solução 1 mol/L de NaOH e 1 mol/L de HCl. Em um béquer adicionou-se 10 mL da solução de NaOH e 10 mL da solução de HCl. Agitou-se e foi medida a temperatura
Resultados e Discussão
Experimento I
Observou-se que ficou branco após ser aquecido onde caiu a água ficou azul de novo, reidatrando o sal, ou seja, a água do sal quando estava na chapa seria endotérmico e após ser adicionado a água exotérmica .E quando o sal é aquecido a água de hidratação sai e o composto fica apenas CuSO4 e nessa forma(sem a água da hidratação ) a cor é branca e quando reidratado volta a cor azul.
Experimento II
A Temperatura da água: 230C, e após ser adicionado NaOH era de 310C esta liberou calor sendo assim endotérmica.
Experimento III
Temperatura da água destilada: 230C após colocar a uréia a temperatura caiu para 140C, então o que ocorreu foi uma dissolução endotérmica. Ou seja, significa que ao misturá-la com água, houve um resfriamento do recipiente onde essa dissolução ocorreu, pois a dissolução para ocorrer necessitou do calor que foi retirado do ambiente.
Experimento IV 
A temperatura das soluções NaOH e HCl era de 230C .Após juntar as duas a temperatura subiu para 280C ou seja liberou calor sendo assim exotérmico.
Questões:
a) Classifique os experimentos realizados baseados na diferença de temperatura em exotérmicos ou endotérmicos.
Experimento I: A água do sal quando estava na chapa seria endotérmico e após adicionar a água exotérmica.
Experimento II: Endotérmico.
Experimento III: Endotérmico.
Experimento IV: Exotérmico.
 b) Porque o sal de cobre mudou de cor após aquecimento? Este processo liberou ou absorveu calor? Porque a coloração do sal foi restaurada ao se adicionar água? 
 Quando o sal é aquecido a água de hidratação sai e o composto fica apenas CuSO4 e nessa forma(sem a água da hidratação ) a cor é branca.
A variação da temperatura também é outro fator que alterou o equilíbrio, pois quando ela foi aumentada, a reação se deslocou no sentido da reação que absorve calor, endotérmica, e quando a temperatura foi diminuindo, o equilíbrio de deslocou no sentido da reação que libera calor, exotérmica. A água do sal quando estava na chapa seria endotérmico e após ser adicionado à água exotérmica.
 Quando foi adicionada a água este foi reidratado voltando assim para a cor azul.
c) Para o experimento IV: Escreva a equação de neutralização do ácido com a base. A reação de neutralização foi endotérmica ou exotérmica? Procure na literatura o valor do calor de neutralização para uma reação entre um ácido forte e uma base forte e por que este valor é praticamente constante independente dotipo de ácido ou base forte?
 A reação que ocorre entre um ácido e uma base é denominada neutralização, pois o pH costuma ficar neutro ou próximo disso, o que equivale a um pH igual a 7. Quando um ácido reage com uma base, água e um sal são formados. 
 A reação de neutralização que ocorreu foi a seguinte:
HCl + NaOH → NaCl + H2O
 A reação foi exotérmica, pois esta liberou calor.
O valor da variação de entalpia ou calor de neutralização será sempre o mesmo para reações em que ocorrem entre ácidos e bases fortes:
HCl(aq) + NaOH(aq) →  NaCl(aq) + H2O(l)  ?H neutralização = -57,7 kJ ou 13,8 kcal
Em todos esses casos a entalpia de neutralização tem o mesmo valor de -57,7 kJ, pois como são ácidos e bases fortes, a ionização dos ácidos e a dissociação das bases ocorrem de forma completa. Isso significa que em meio aquoso eles fornecem 100 % de íons H+ e OH-. Assim, em todos os casos a formação da água se dará através da única reação responsável pela manifestação de calor, descrita abaixo:
H+(aq)  + OH-(aq)→ H2O(l)
Conclusões
Com a realização desta pratica os objetivos traçados de inicio foram alcançados com êxito, isto é, foi possível entender que a Termoquímica tem como objetivo o estudo das variações de energia que acompanham as reações químicas. 
Referências Bibliográficas
https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-termoquimica.htm
https://www.todamateria.com.br/termoquimica/
Acessados:03/07/2018
Relatório Experimental