Energia Livre de Gibbs e Pilhas

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Química Geral
Aula 5
Gisele Teixeira Saleiro
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Energia Livre de Gibbs e Pilhas
	Entalpia (H)
		É o total de energia liberada ou absorvida em uma transformação de um dado sistema, à pressão constante.
Variação de Entalpia (∆H)
∆H> 0  Reação Endotérmica (Absorve Energia)
∆H < 0  Reação Exotérmica (Libera Energia)
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Energia Livre de Gibbs e Pilhas
	Exemplo:
	3A + B  A3B 		∆H= - 54KJ
	 2D + C  D2C		 ∆H = + 23KJ
	Relacionando a Entalpia com a Estequiometria:
	3A + B  A3B 		∆H= - 54KJ
	3 mols de A = - 54KJ
	1mol de B = - 54KJ
	1mol de A3B = - 54KJ	
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Energia Livre de Gibbs e Pilhas
	Exemplo:
	3A + B  A3B 		∆H= - 54KJ
	Qual a entalpia do sistema quando a quantidade de A for igual a 9 mols?
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Energia Livre de Gibbs e Pilhas
	Exemplo:
	3A + B  A3B 		∆H= - 54KJ
	Qual a entalpia do sistema quando a quantidade de A for igual a 240g? (Dado A= 20g/mol)
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Energia Livre de Gibbs e Pilhas
	Entalpia de Formação		
	Calcule a entalpia da reação
	G2 + C2  2GC
	Dados
ΔH = Σ ΔHf (produtos) – Σ ΔHf (reagentes)
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	Substâncias	ΔH◦f (KJ/mol)
	G2 	 10
	C2	5
	GC	20
Energia Livre de Gibbs e Pilhas
	Entropia (S)
	É uma grandeza termodinâmica que expressa a desordem.
A entropia é uma função de estado. 
Para um sistema, S = Sfinal - Sinicial
Se S > 0, a desordem aumenta, se S < 0 a ordem aumenta.
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Energia Livre de Gibbs e Pilhas
Calcule a variação de entropia padrão para a seguinte reação, 
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Energia Livre de Gibbs e Pilhas
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Energia Livre de Gibbs e Pilhas
	Espontaneidade das Reações
	Geralmente um processo espontâneo ocorre com aumento na entropia.
	Variação da energia livre de Gibbs:
∆G = ∆H - T∆S
	Se ∆G é negativo, a reação é espontânea no sentido direto, ou seja, da esquerda para a direita.
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Energia Livre de Gibbs e Pilhas
Variações da energia livre padrão
	Energia livres padrão de formação:
∆G0 = Σn∆G0f (produtos) - Σn∆G0f (reagentes)
∆G0f 	  energia livre padrão
∆G0 < 0	 espontâneo
∆G0 > 0	 não-espontâneo
∆G0 = 0	 em equilíbrio
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Calcule ∆G para a reação abaixo a 27.0 °C
2 H2S(g) + O2 (g) → 2 H2O(g) + S(s) 
∆H= -60000J e ∆S= -175 J/K
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	Oxi-Redução
	● Oxidação é a perda de elétrons;
	● Redução é o ganho de elétrons.
	● Reações de Oxirredução é quando há transferência de elétrons.		
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Energia Livre de Gibbs e Pilhas
	Representação de uma Reação Redox
Zn(s) + Cu+2(aq) → Zn+2 (aq) + Cu(s)
● Semi-reação de oxidação:
Zn(s) → Zn+2(aq)+ 2 ē
● Semi-reação de redução:
Cu+2(aq) + 2 ē→ Cu(s)
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Energia Livre de Gibbs e Pilhas
	Número de oxidação (Nox)
	1º: O Nox de cada átomo em uma substância simples é sempre zero.
	EX: O3, P4
	2º: O Nox de um íon monoatômico é sempre igual à sua própria carga. 
 K+ Ba2+
	 Nox: +1 +2
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Energia Livre de Gibbs e Pilhas
	3º: Elementos da família 1A, 2A e 3A em geral apresentam NOX do tipo +1, +2 e +3 respectivamente.
	4º: Hidrogênio na maior parte dos casos apresenta NOX +1
	5º: Oxigênio possui Nox -2
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Energia Livre de Gibbs e Pilhas
	Exercício 1:
	Determine o Nox do fósforo (P) no H3PO4:
	H → Nox = +1
	P → Nox = X
	O → Nox = -2
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Energia Livre de Gibbs e Pilhas
	Exercício 2:
	Determine o Nox do Cromo (Cr) no K2Cr2O7:
	 K → Nox = + 1
	 Cr → Nox = X
	 O → Nox = - 2
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Energia Livre de Gibbs e Pilhas
Pilhas:
Reações de Oxi-redução que geram energia.
Ponte Salina:
Permitir o escoamento de íons de uma semicela para outra, de modo que cada solução permaneça sempre eletricamente neutra.
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Ânodo Sofre oxidação (-), agente redutor
Cátodo Sofre Redução (+), agente oxidante
Fluxo: 
Anodo Cátodo
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Energia Livre de Gibbs e Pilhas
	Potencial
Potencial normal (ou Padrão) do Eletrodo
Símbolo = E0
Unidade = volt (V)
E = E0 oxidação - E0 oxidação
 maior menor
E > 0 processo espontâneo
E < 0 processo não espontâneo
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Energia Livre de Gibbs e Pilhas
Dados: E0 red a 25o.C e soluções 1mol/L
Cr3+ + 3e-  Cr E0 = -0,41 V
Ni2+ + 2e-  Ni E0 = -0,24 V
Calcule o E da pilha. 
E = E0redução - E0redução
 maior menor
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Energia Livre de Gibbs e Pilhas
Quando se tem apenas semi reações
Quem é o ânodo? Quem é o cátodo? Qual a ddp?
A 2+ + 2ē  Aº Eº = + 40V
B 2+ + 2ē  Bº Eº = - 0,13V
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Energia Livre de Gibbs e Pilhas
	Anodo de Sacrifício:
	Proteção com fornecimento de elétrons.
	Exemplo:
Qual metal deve ser utilizado para proteger o encanamento?
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