Módulo 8

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TERMOQUÍMICA
 1. INTRODUÇÃO
A energia associada a uma reação química é o objetivo da termoquímica.
A obtenção das mais variadas formas de energia acompanha a história da humanidade desde a obtenção do fogo até a conquista espacial.
A energia liberada ou absorvida, nas reações químicas à pressão constante, é denominada ENTALPIA (do grego enthápein: "aquecer"). Seu símbolo é H. Não há meio que permita ao físico-químico medir a entalpia de um sistema. Entretanto, é possível e muito útil medir a variação de entalpia ((H) que ocorre à pressão constante.
 2. MEDIDA DO CALOR DE REAÇÃO
Para determinar a quantidade de calor liberado ou absorvido utilizamos um aparelho chamado calorímetro. Neles, esse calor irá aquecer ou resfriar certa quantidade de água. Desta forma determinamos a quantidade de calor posta em jogo com auxílio da fórmula:
Q = m . c . t
Q = calor liberado ou absorvido pelo sistema
m = massa do sistema
c = calor específico do sistema
(t = variação de temperatura do sistema
A pressão constante, a quantidade de calor - "Q" - é igual ao valor da variação de entalpia - "(H" - do sistema:
Com essa equação é possível calcular os valores de energia térmica, liberada ou absorvida.
 3. UNIDADES DE QUANTIDADE DE CALOR
A unidade de energia no SI é o JOULE (J).
O JOULE e o QUILOJOULE se relacionam com a caloria e a quilocaloria do seguinte modo:
1 cal = 4,18J
1 kcal = 4,18 kJ
1 kcal = 1000 cal
1KJ = 1000J
 4. CLASSIFICAÇÃO DAS REAÇÕES
Em função da energia envolvida, se liberam ou absorvem calor, as reações podem ser classificadas em exotérmicas e endotérmicas.
A - REAÇÃO EXOTÉRMICA
Queima do carvão
Em uma reação exotérmica ocorre liberação de calor. Desta maneira a entalpia dos produtos é menor que a dos reagentes.
Se Hprodutos < HReagentes, a variação de entalpia apresenta (H < 0 (negativo).
A representação de uma reação exotérmica pode ser feita de várias maneiras.
Exemplo:
Graficamente:
Para uma reação exotérmica as entalpias armazenadas das substâncias reagentes e dos produtos podem ser representadas no diagrama a seguir:
B - REAÇÃO ENDOTÉRMICA
Em uma reação endotérmica ocorre absorção de calor. Desta maneira a entalpia dos produtos é maior que a dos reagentes.
Se Hprodutos > HReagentes, a variação de entalpia apresenta (H > 0 (positivo).
A representação de uma reação endotérmica pode ser feita de várias maneiras.
Exemplo:
Graficamente:
Graficamente, o diagrama de uma reação endotérmica é apresentado a seguir:
 5. OS ALIMENTOS E AS CALORIAS
A caloria é uma unidade de energia que se refere à capacidade dos alimentos em fornecer energia ao organismo.
A Caloria, com inicial maiúscula, corresponde a 1 Caloria (Cal) = 1 Kcal.
As calorias vêm dos nutrientes presentes nos alimentos. Todos os alimentos contém quantidades variáveis dos três nutrientes: carboidratos, proteínas e gorduras. O álcool, embora não seja considerado um nutriente, também fornece calorias ao organismo. A água, vitaminas e minerais não possuem calorias.
A quantidade de calorias varia de acordo com o nutriente:
1 grama de carboidrato
4 calorias
1 grama de proteína
4 calorias
1 grama de gordura
9 calorias
1 grama de álcool 
7 calorias
Antes de comprar o alimento é importante verificar a data de validade que deve estar legível e a temperatura de armazenamento, par garantir a qualidade do produto no momento do consumo. Tome cuidado com os alimentos em promoção, geralmente são produtos com validade próxima ao vencimento. 
Não esqueça, é nos alimentos que está o nosso combustível que utilizamos para produzir energia.
MODELO RESOLVIDO
(UNICAMP) Agora sou eu que vou me deliciar com um chocolate - diz Naná. E continua: - Você sabia que uma barra de chocolate contém 7% de proteínas, 59% de carboidratos e 27% de lipídios e que a energia de combustão das proteínas e dos carboidratos é de 17 kJ/g e dos lipídios é 38 kl/g aproximadamente?
a) Se essa barra de chocolate tem 50g, quanto de energia ela me fornecerá?
RESOLUÇÃO
PROTEÍNA 
( 
 50 x 
100
7
 = 59,5 KJ
CARBOIDRATO 
(
50 x 
100
59
 x 17 = 501,5 KJ
LIPÍDIO 
(
50 x 
100
27
 x 17 = 513,0 KJ
TOTAL = 1074,0 KJ
b) Se considerarmos o "calor específico" do corpo humano como 4,5 J g-1 K-1, qual será a variação de temperatura do meu corpo se toda esta energia for utilizada para o aquecimento? O meu "peso", isto é, a minha massa, é 60 kg. Admita que não haja dissipação do calor para o ambiente.
RESOLUÇÃO
Q = m.c.(T ou ((H)
(T = 
c
m
Q
.
(T = 
5
,
4
.
10
.
60
10
.
0
,
1074
3
3
 
= 
3,98ºC ( 4ºC ou 4K
ATIVIDADES
01. (UEL PR) As bolsas instantâneas, frias ou quentes, usadas nos atletas que sofrem distensões musculares, dividem-se em dois compartimentos: um contendo água líquida e outro contendo um sal, que absorve ou libera calor quando em contato com a água.
As reações químicas que ocorrem nas bolsas instantâneas são representadas nos gráficos a seguir.
Com base no enunciado e nos conhecimentos sobre calor de reação, é correto afirmar:
a) A bolsa quente é constituída de nitrato de amônio.
b) A dissociação iônica do cloreto de cálcio libera calor.
c) A dissociação iônica do nitrato de amônio é exotérmica.
d) As dissoluções de sais em água são exotérmicas.
e) A bolsa fria é constituída de cloreto de cálcio.
02. (UCS RS) Atualmente, a indústria automobilística busca o desenvolvimento de motores que utilizam combustíveis alternativos (GNV, álcool, biodiesel, gás hidrogênio). Dentre esses, o H2 é considerado o combustível que não causa poluição. O gráfico abaixo representa a combustão do gás hidrogênio.
Fonte: USBERCO, J.; SALVADOR, J. Química, 2: físico-química. 9. ed. São Paulo: Saraiva, 2005. p. 146.
Analise, quanto à veracidade (V) ou falsidade (F), as proposições abaixo, com base na reação química de combustão do gás hidrogênio.
( ) Ocorre liberação de calor, ou seja, o processo é exotérmico.
( ) Ocorre absorção de calor, ou seja, o processo é endotérmico.
( ) Os reagentes ganham calor ao se converter em água.
( ) O calor envolvido na formação de 180 g de água é de 2.416 kJ.
Assinale a alternativa que preenche corretamente os parênteses, de cima para baixo.
a) V-F-V-F
b) F-V-V-V 
c) F-V-F-V
d) F-V-V-F
e) V-F-F-V
03. (UEL-PR) No rótulo de uma garrafa de vinho encontramos as informações a seguir:
Considerar que o carboidrato e a proteína fornecem, cada um, 4,00 kcal/g, o álcool fornece 7,00 kcal/g e que nenhum outro componente calórico está presente.
Dado: densidade do álcool é 0,790 g/ml
Com base nas informações e nos conhecimentos, analise as afirmações.
I. 
O conteúdo de álcool em 100 ml de vinho fornece 49,5 kcal. 
II. 
A quantidade de álcool em 1000 ml de vinho fornece 66% do valor energético do vinho.
III. 
A massa de álcool em 1000 ml de vinho é 7,07 g.
IV. 
O volume de álcool em 100 ml de vinho é 8,95 ml.
Assinale a alternativa que contém todas as afirmativas corretas.
a) I e IV.
b) II e III.
c) III e IV.
d) I, II e III.
e) I, II e IV.
04. (UNIMAR-SP) Considere o diagrama termoquímico a seguir:
Com base nesse diagrama são feitas as seguintes afirmações:
I. 
A equação termoquímica que representa a reação endotérmica é: 
1/2N2(g) + O2(g) ( NO2(g) (H = +22Kcal
II. 
A variação de entalpia na formação de água líquida a partir da queima de 10g de H2(g) é -340 kcal
III. 
Uma equação termoquímica que representa a reação exotérmica é: 
H2(g) + 1/2O2(g) ( H2O(vapor) (H = -58 kcal
IV. 
A variação de entalpia na formação de NO2(g) a partir de 84g de N2(g) é 
132 kcal. 
Assinale a alternativa correta:
a) Apenas I e II estão corretas
b) Apenas II e IV estão corretas
c) Apenas I e IV estão corretas 
d) Estão todas corretas
e) Estão todas incorretas
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_1406395543.unknown
_1406395568.unknown
_1406395418.unknown
_1406395212.unknown