Módulo 9

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TERMOQUÍMICA
 1. FATORES QUE ALTERAM A VARIAÇÃO DE ENTALPIA
O (H de uma reação química poderá ser modificado em função de alguns fatores que alteram a energia de um sistema tais como: quantidade em matéria, fase de agregação, estado alotrópico, temperatura, pressão.
1º FATOR - QUANTIDADE EM MATÉRIA (MOL)
A variação de entalpia é proporcional à quantidade em mol, de reagentes e produtos que participam de uma reação.
Exemplo:
A 25ºC e 1 atm observe como o aumento da quantidade de mol dos reagentes e produtos altera o (H:
2º FATOR - O ESTADO ALOTRÓPICO
As diferentes formas alotrópicas influem na entalpia de uma reação. Os elementos que apresentam o fenômeno da alotropia são:
Carbono: 
como o grafite e o diamante;
Oxigênio: 
como o gás oxigênio (O2) e o gás ozônio (O3);
Fósforo: 
como o vermelho e o branco;
Enxofre: 
como o rômbico e o monoclínico.
Exemplo: 
Para o elemento carbono, podemos dizer que a forma cristalina de menor entalpia é mais estável e na natureza é a mais abundante; é o caso do carbono grafite. Já o carbono diamante é a forma cristalina de maior entalpia, mas reativa, portanto mais instável, e menos abundante.
Graficamente temos:
Outros exemplos:
3º FATOR - O ESTADO FÍSICO
O estado físico de uma substância de menor energia é o sólido. À medida que ela passa da fase sólida para a líquida e desta para a gasosa, a quantidade de energia aumenta.
H(s) < H(l) < H(g)
Observe nessas mudanças de estado quais ocorrem com absorção e com liberação de calor, a pressão constante.
Examinemos agora a síntese da água em estados físicos diferentes:
Graficamente, podem-se apresentar as mudanças de estado da seguinte maneira:
O diagrama nos mostra que a entalpia da água, no estado líquido, intermediário e, no estado sólido, a mais baixa. Dessa maneira, como o líquido e o gasoso são estados mais energéticos que o sólido, a energia liberada para a formação da água no estado sólido é maior que nos estados líquido e gasoso.
 (H(sólido) > (H(líquido) > H(gasoso)
4º FATOR - TEMPERATURA
O valor do (H varia com a temperatura. O aumento da temperatura aumenta a energia cinética das moléculas, aumenta o grau de agitação e conseqüentemente altera o valor do (H.
Exemplo:
À 15°C ( H2(g) + Cl2(g) ( 2HCl(g) 
(H = + 183,9KJ
À 75°C ( H2(g) + Cl2(g) ( 2HCl(g) 
(H = + 184,1KJ
5º FATOR - PRESSÃO
 2. ESTADO-PADRÃO DE UMA SUBSTÂNCIA
Como o calorímetro determina as variações de temperatura e diante da impossibilidade de se determinar experimentalmente o valor absoluto da entalpia de uma substância, foi adotado um referencial chamado estado padrão: (Hº
Uma substância simples está no estado-padrão quando se encontra no seu:
Estado físico: mais comum
Variedade alotrópica: mais estável (menos energética)
Temperatura: 25ºC
Pressão: 1 atm
Por convenção torna-se a entalpia de substância simples na estado padrão como zero.
Exemplos
Observação: 
O carbono grafite é o mais estável (menos reativo) do que o carbono diamante.
O gás oxigênio é mais estável do que o gás ozônio.
O fósforo vermelho é mais estável do que o fósforo branco.
O enxofre rômbico é mais estável do que o enxofre monoclínico.
A variedade alotrópica mais abundante na natureza é a mais estável (menor entalpia) e a menos abundante, é a mais instável (maior entalpia).
 3. TIPOS DE ENTALPIA
A - ENTALPIA-PADRÃO DE FORMAÇÃO ((H
o
f
)
O calor de formação de uma substância ou entalpia-padrão de formação, corresponde à variação de entalpia ((H) na síntese de 1 mol de uma substância a partir de substâncias simples no estado-padrão.
Exemplos:
B - ENTALPIA-PADRÃO DE COMBUSTÃO ((H
o
C
)
É a energia liberada ((H < 0) na combustão total de 1 mol de substância (combustível) pelo gás oxigênio (O2, comburente) supondo que todos os participantes se encontrem no estado-padrão.
Exemplos:
QUAL É O MELHOR COMBUSTÍVEL
O calor ou entalpia de combustão é um fator importante na escolha de um combustível. O PODER CALORÍFICO, ou seja, a quantidade de calor que o combustível é capaz de produzir, que pode ser medido em KJ/g, bem como o seu preço e a poluição causada pela sua queima são fatores determinantes na escolha dos mesmos.
Normalmente os combustível mais limpos são, em geral, os mais caros.
A tabela abaixo mostra o poder calorífico de alguns combustíveis.
	COMBUSTÍVEL
	PODER CALORÍFICO
	
	KJ/g
	Kcal/g
	Gasolina
	47,8
	11,4
	Óleo diesel
	44,7
	10,7
	Etanol
	27,2
	6,5
	Gás liquefeito de petróleo
	48,5
	11,6
	Gás natural
	49,0
	11,7
	Carvão metalúrgico
	32,0
	7,6
	Lenha (pinho)
	18,0
	4,3
	Hidrogênio
	142,0
	33,9
Notamos, pela análise da tabela que o gás hidrogênio apresenta o maior poder calorífico e não polui pois sua queima produz água. No entanto por enquanto tem seu uso limitado devido ao seu alto custo.
MODELO RESOLVIDO
(UNESP) A tabela apresenta informações sobre as composições químicas e as entalpias de combustão para três diferentes combustíveis que podem ser utilizados em motores de combustão interna, como o dos automóveis:
Com base nas informações apresentadas e comparando esses três combustíveis, é correto afirmar que:
a) 
a gasolina é o que apresenta menor impacto ambiental e vantagem energética. 
b) 
o álcool é o que apresenta maior impacto ambiental e vantagem energética. 
c) 
o hidrogênio é o que apresenta menor impacto ambiental e maior vantagem energética. 
d) 
a gasolina é o que apresenta menor impacto ambiental e maior vantagem energética. 
e) 
o álcool é o que apresenta menor impacto ambiental e maior vantagem energética.
RESOLUÇÃO
1º IMPACTO AMBIENTAL 
Através das equações de combustão completas verificamos o impacto ambiental:
Gasolina: C8H18 + 25/2 O2 ( 8 CO2 + 9 H2O
Etanol: C2H5OH + 3 O2 ( 2 CO2 + 3 H2O
Hidrogênio: H2 + 1/2 O2 ( H2O
Por meio dessas, observa-se que tanto a gasolina como o álcool produzem gás carbônico, substância responsável pelo aumento do efeito estufa. Na combustão do hidrogênio, só há formação de água. Assim, produz menor impacto ambiental.
2º MAIOR PODER CALORÍFICO
Para a determinação da quantidade de energia liberada por combustível, considera-se a queima para uma mesma massa, 1 grama.
Gasolina: 
Etanol: 
Hidrogênio:
Dos combustíveis citados, o hidrogênio libera maior quantidade de calor por massa, possuindo maior vantagem energética.
 ENTALPIA OU CALOR DE NEUTRALIZAÇÃO
É o calor liberado em uma reação de neutralização realizada entre 1 mol de cátion H+ e 1 mol de ânion OH- com formação de 1 mol de H2O(l), estando nas condições padrão.
O valor da variação de entalpia de neutralização será sempre o mesmo, ou seja, constante, para reações que ocorrerem entre ácidos ou bases fortes.
HCl(aq) + NaOH(aq) ( NaCl(aq) + H2O(l) 
(H = - 57,7 KJ
HBr(aq) + NaOH(aq) ( NaBr(aq) + H2O(l) 
(H = - 57,7 KJ
2
1
 H2SO4(aq) + KOH(aq) ( 
2
1
 K2SO4(aq) + H2O(l) 
(H = - 57,7 KJ
Em todos esses casos a ionização dos ácidos e a dissociação das bases ocorre de forma completa, fornecendo 100% de cátions H+ e 100% de ânions OH-.
Desse modo, a formação da água se dará através de uma única reação.
H+(aq) + OH-(aq) ( H2O(l)
Graficamente, temos:
No entanto, se a reação de neutralização ocorre com a presença de uma base ou de um ácido fraco, o valor do calor liberado será menor do que o 
(Hneutralização = - 57,5 kJ
2
1
 H2S(aq) + NaOH(aq) ( 
2
1
 Na2SO4(aq) + H2O(l) 
(Hneutralização = - 16 kJ
ATIVIDADES
01. (UEM) Dados os diagramas a seguir, a 25°C e 1 atm, 
é correto afirmar que:
01) 
A entalpia de formação padrão do SO3(g) é -395 kJ/mol.
02) 
A entalpia de formação padrão do SO3(g) é -98 kJ/mol.
04) 
Na combustão do SO2(g) a SO3(g), o calor absorvido é de -98 kJ/mol.
08) 
A partir de hidrogênio e oxigênio no estado padrão, é liberada maior energia na formação de H2O(s) do que na formação de H2O(l).
16) 
A entalpia de solidificação de 1 mol de água é de -8 kJ/mol. 
32) 
A transformação de S(g) a S(rômbico) é endotérmica. 
64) 
O processo de vaporização de 1 mol de água é endotérmico.02. (UEM) Observe o diagrama abaixo, a 25ºC e 1 atm, e , assinale a(s) alternativa(s) correta(s).
01) 
A entalpia de formação de 1/2 mol de água líquida é -143KJ, a 25°C e 1 atm.
02) 
A reação de formação da água é um processo endotérmico.
04) 
A vaporização de 2 mols de água, a 25°C e 1 atm, absorve 88KJ. 
08) 
Apenas (H1 pode ser chamado de entalpia de formação. 
16) 
Através da lei de Hess, tem-se:
(H2 = (H1 - (Hvaporização
32)
Entalpia de vaporização é sempre positiva.
3. (UEM) Dadas as seguintes reações a 25°C e 1 atm:
(Dados: H= 1; O= 16; C= 12)
Nessas condições, assinale o que for correto.
01) 
A entalpia de formação do C2H6O(l) é igual a -1368 kJ/mol.
02) 
A entalpia de combustão do C20H42(s) é igual a - 266 kJ/mol.
04) 
Na transformação de C(grafite) para C(diamante), haverá liberação de 2 kJ/mol.
08) 
O calor necessário para a vaporização de 90 g de H2O(l) é igual a 220 kJ.
16) 
Na combustão de 46 g de C2H6O(l), haverá uma liberação de calor maior do que na combustão de 564 g de C20H42(s). 
32) 
O (H da reação II representa a entalpia padrão de formação do CO2(g).
04. (UNICAMP-SP) Considere uma gasolina constituída apenas de etanol e de octano, com frações em mols iguais. As entalpias de combustão do etanol e do octano são - 1368 e - 5471kJ/mol, respectivamente. A densidade dessa gasolina é 0,72g/cm3 e a massa molar aparente, 80,1 g/mol. 
a) 
Escreva a equação química que representa a combustão de um dos componentes dessa gasolina. 
b) 
Qual a energia liberada na combustão de 1,0 mol dessa gasolina?
c) 
Qual a energia liberada na combustão de 1,0 litro dessa gasolina?
05. (UEPG) Com relação às equações abaixo, assinale o que for correto.
C(grafite) + O2(g) ( CO2(g) 
(H = - 94,1 kcal
C(diamante) + O2(g) ( CO2(g) 
(H = - 94,5 kcal
H2(g) + 1/2 O2(g) ( H2O(l) 
(H = - 68,4 kcal
H2O(l) ( H2(g) + 1/2 O2(g) 
(H = + 68,4 kcal
01) 
Considerando os valores de entalpia, pode-se afirmar que a variedade alotrópica C(diamante) é mais estável que C(grafite).
02) 
O valor de (H na equação de formação da água significa que houve liberação de 68,4 kcal/mol.
04) 
O carbono, na forma grafite ou diamante, ao reagir com O2(g), forma o mesmo produto com diferentes valores de (H.
08) 
A decomposição da molécula de água consiste em processo exotérmico. 
RESPOSTA: C
_1406651482.unknown
_1406655827.unknown
_1406655860.unknown
_1406651229.unknown