Introdução à Termoquímica

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INSTITUTO FEDERAL
ALAGOAS
Campus Penedo
Termoquímica 
Curso: Subsequente de Química 
Professora: Dra Luciane Brito Oliveira
Termoquímica 
Estuda a energia envolvida em uma reação química
Formação e ruptura de ligações químicas 
Termoquímica 
❖ CALOR
➢ É uma forma de energia em movimento que flui
de um corpo de maior temperatura para outro de
menor temperatura.
➢ Unidades: Caloria (cal)
Joule (J)
1 Caloria = 4,18 J
Termoquímica 
Q = m.c.T
Onde:
➢ Q = Quantidade de calor (em cal)
➢ m = Massa da substância(em g)
➢ T = Variação da temperatura (em ºC)
➢ c = Calor específico (em cal/g°C)
Substância c (cal/g°C)
Água 1,0
Álcool 0,6
Alumínio 0,22
Ar 0,24
Termoquímica 
As mudanças de estado físico e as
transformações da matéria ocorrem com
liberação ou absorção de energia
Processos endotérmicos e exotérmicos
Termoquímica 
Processos endotérmicos e exotérmicos
Para a água ferver, é necessário 
fornecimento de calor.
A chama da vela libera 
calor ao ambiente.
ENDOTÉRMICA
EXOTÉRMICA
Estados Físicos e Entalpia 
Estados Físicos e Entalpia 
Ruptura e Formação das Interações
Intermoleculares
Estados Físicos e Entalpia 
Questão 1
Desenhe diagrama de entalpia para as mudanças de 
estado físico da água.
Estados Físicos e Entalpia 
Questão 2
Duas transformações da água estão representadas abaixo.
a) Decomposição da água
2H2O(l) 2H2 (g) + O2 (g)
b)Vaporização da água 
H2O(l) H2O(g)
Em qual dessas transformações estão envolvidas ruptura e 
formação de interações intramoleculares. 
Entalpia (H)
➢ É a medida da quantidade de calor liberada ou absorvida
num sistema (substância, reação química, processo físico,
etc.), a pressão constante;
➢Na prática, só se consegue medir a variação da entalpia
(H):
H = Hf – Hi
➢Hf é a entalpia num estado final;
➢Hi é a entalpia num estado inicial;
Termoquímica 
❖ Para uma reação química, teremos:
REAGENTES → PRODUTOS
Estado Final
A → B
H = HP – HR
HR = Entalpia dos 
reagentes
HP = Entalpia dos 
produtos
Estado Inicial
Termoquímica 
➢Quando houver absorção de calor, teremos:
➢Quando houver liberação de calor, a equação é
invertida:
Reagentes + calor→ Produtos
Os processos endotérmicos e exotérmicos são opostos!
Reagentes → Produtos + calor
Termoquímica 
❖ Gráficos de Entalpia (Reações Endotérmicas):
REAGENTES + calor → PRODUTOS
ΔH = HP - HR
Como HP > HR
Então, ΔH > 0
O sinal positivo de ΔH indica
que houve absorção de
energia durante o processo.
Termoquímica 
❖ Gráficos de Entalpia (Reações Exotérmicas):
REAGENTES → PRODUTOS + calor 
Como HP < HR
Então, ΔH < 0
O sinal negativo de ΔH indica
que houve liberação de
energia durante o processo.
Exercícios 
A combustão completa do metano, pode ser
representada pela seguinte equação.
CH4(g) + 2O2(g) CO2(g) + 2H2O(l) + 890 kJ
a) Essa reação é exotérmica ou endotérmica?
b) Represente essa reação em um diagrama de
entalpia.
Questão 3
Exercícios 
O diagrama a seguir representa a combustão
completa e incompleta do metano. Qual das reações
libera maior quantidade de energia?
Questão 4
Termoquímica 
❖ Equação Termoquímica:
➢Nela devem constar o valor da entalpia e todos os fatores
que a influenciam:
• Estado físico
• Pressão
• Temperatura
• Variedade alotrópica
Cgrafite + O2 (g) → CO2 (g) ∆H = - 392,9 kJ/mol 
(a 25ºC e 1 atm)
Termoquímica 
❖ Estequiometria da equação Termoquímica:
➢O ΔH depende das quantidades de reagentes e produtos,
assim ao multiplicar ou dividir os coeficientes de uma
equação devemos fazer o mesmo com o ΔH da reação.
H2(g) + Cl2(g) → 2HCl(g) ΔH= + 184,9 Kj
2H2(g) + 2Cl2(g) → 4HCl(g) ΔH= + 369,8 kJ
1/2H2(g) + 1/2Cl2(g) → 1HCl(g) ΔH= + 92,45 kJ
Termoquímica 
❖ Sentido da equação termoquímica:
➢ Se em um sentido a equação é endotérmica, no sentido
inverso a equação é exotérmica e vice-versa.
C2H2(g) + 5/2 O2(g) → 2 CO2(g) + H2O(g) ΔH = -310,6 kcal
Exotérmica
2 CO2(g) + H2O(g) → C2H2(g) + 5/2 O2(g) ΔH = +310,6 kcal
Endotérmica
Termoquímica 
❖ Entalpia de formação (∆Hf):
➢ Como nem todas as equações químicas possuem seus
valores de ΔH determinados, usamos:
➢Onde ∑ significa somatório dos termos que compõem a
equação termoquímica.
 −= RPreação HHH
Termoquímica 
Questão 5
➢Usando as informações sobre as entalpias de
formação da tabela, calcule a entalpia de
decomposição da água oxigenada, sabendo que a
reação é:
2 H2O2 → 2 H2O + O2
Termoquímica 
❖ Entalpia de formação de algumas substâncias no
estado padrão (25 °C e 1 atm):
Substância Fórmula/Estado Físico ΔHf° (kJ/mol)
Gás carbônico CO2(g) -394
Gás acetileno C2H2(g) +227
Etanol C2H5OH(l) -278
Água H2O(l) -286
Cloreto de hidrogênio HCl(g) -92,5
Peróxido de hidrogênio H2O2(l) -188
Cloreto de sódio NaCl (s) -413
Amônia NH3(g) -46
Ácido acético CH3COOH(l) -487
Termoquímica 
❖ Entalpia padrão (∆H°):
➢O estado padrão de uma substância corresponde ao seu
estado físico e alotrópico mais estável nas condições
ambientes (25 °C e 1 atm);
❖Entalpia Padrão é a entalpia de uma substância no seu
estado padrão;
➢ Por convenção, toda substância simples no estado padrão
possui entalpia igual a zero.
∆H° (Substância simples) = 0
Termoquímica 
Questão 6 
➢ (UFRGS) Uma das etapas envolvidas na produção de álcool
combustível é a fermentação. A equação que representa
essa transformação é :
C6H12O6 → C2H5OH + CO2
Conhecendo os calores de formação da glicose (C6H12O6) =
-302kcal/mol, do gás carbônico (CO2)= -94kcal/mol e do
álcool (C2H5OH)= -66 kcal/mol, calcule a entalpia da reação.
Termoquímica 
➢ Considere as seguintes entalpias de formação em kJ/mol:
Al2O3 (s) = – 1670
MgO (s) = – 604
Com essas informações, pode-se calcular a variação da
entalpia da reação representada por:
Questão 7 
3 MgO (s) + 2 Al (s) → 3 Mg (s) + Al2O3 (s)
Termoquímica 
❖ Entalpia de ligação (∆HL):
➢ É a energia envolvida no rompimento ou na formação de
um mol de ligações entre dois átomos, supondo-se todas
as substâncias no estado gasoso, a 25ºC e 1 atm. Sendo
que:
• Quebra de ligação: absorção de calor (∆ > 0).
• Formação de ligação: liberação de calor (∆ < 0).
Termoquímica 
❖ Entalpia de ligação (∆Hl):
➢ Considerando-se os sinais, a equação se traduz em:
= Ligaçãoreação HH
 −= formadasLigrompidasLigreação HHH ..
Termoquímica 
➢ Calcule a entalpia da reação de produção da amônia, de
acordo com os dados de entalpia de ligação fornecidos na
tabela a seguir:
H2(g) + N2(g) → NH3(g) 
Energia de ligação
H – H 432 kJ/mol
N≡N 942 kJ/mol
H – N 386 kJ/mol
Questão 8 
Termoquímica 
➢ (Fuvest-SP) Com base nos dados: 
Ligação Energia de ligação (kJ/mol)
H – H 436
Cl – Cl 243
H – Cl 432
Pode-se estimar que o ∆H da reação representada por: 
H2 (g) + Cl 2 (g) → 2 HCl (g)
Questão 9 
Lei de Hess
➢ “A variação de entalpia, ou
seja, a quantidade de calor
liberada ou absorvida por um
processo só depende do
estado inicial e final do
processo, não dependendo
das etapas intermediárias.”
Lei de Hess
➢A lei de Hess permite que se calcule variação de
entalpia de reações difíceis de serem efetuadas
experimentalmente, no calorímetro.
➢Assim o seu ∆H é determinado indiretamente, por meio
da SOMA adequada de suas equações intermediárias e
respectivas entalpias.
Lei de Hess
➢As equações termoquímicas podem ser somadas como
se fossem equações matemáticas ou algébricas;
➢ Invertendo-seuma equação termoquímica, o sinal
do ∆H também será invertido;
➢Multiplicando-se ou dividindo-se uma equação
termoquímica por um número diferente de zero, o valor
do ∆H também será multiplicado ou dividido por esse
número.
❖ Lei de Hess e equações termoquímicas:
Lei de Hess
❖ Lei de Hess e equações termoquímicas:
A + B→ 2CDeveremos calcular o H da equação:
(1) D → A + K
(2) D + B→ 2M + K
(3) M → C
H1
H3
A partir das equações:
H???
Deveremos calcular o H da equação:
H1
H2
H3
H???
(1) A + K → D
(2) D + B→2 M + K
(3) 2M → 2C
A + B→ 2C
H = – H1 + H2 + (2xH3)
Lei de Hess
➢A partir das entalpias padrão das reações de oxidação do
ferro dadas abaixo,
Fe(s) + ½ O2 (g) → FeO (s) ΔH° = – 64 kcal /mol
2 Fe (s) + 3/2 O2 (g) → Fe2O3 (s) ΔH° = – 196 kcal/mol
➢Determine a quantidade de calor liberada a 298 K e 1 atm
na reação:
2 FeO (s) + ½ O2 (g) → Fe2O3 (s)
Questão 10