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PROF. João Wilson Coelho Ribeiro Série : 2ª Ano • Os fenômenos naturais estão relacionados a dois conceitos fundamentais: matéria e energia; • Todos os fenômenos naturais envolvem energia que podem ser potencial ou cinética; • Um corpo pode possuir energia em função da sua posição em relação a outros corpos. É o que ocorre, por exemplo, com a energia associada à atração entre um próton e um elétron ou com a energia armazenada em um atleta preste a chutar uma bola. Introdução 2 Definição • É a parte da Química que estuda as variações de energia que acompanham as transformações físicas e químicas. 3 • Energia é definida como a capacidade de produzir movimento; • Um corpo possui energia se está em movimento ou se for possível obter movimento a partir da posição em que ele se encontra; • A tendência de sofrer transformações é outra importante característica da energia; Energia 4 A energia transferida entre dois corpos (ou entre diferentes partes de um mesmo corpo) que têm temperaturas diferentes é denominada calor ou energia. Conceito de Calor 5 A formação e a ruptura de ligações envolvem a interação da energia com a matéria. Assim como nas mudanças de estado físico, as transformações da matéria ocorrem com absorção ou liberação de energia. 6 Absorção de calor: 7 Os Processos que absorvem calor são denominados de processos endotérmicos. EX: A decomposição do carbonato de cálcio CaCO3 CaO + CO2 Os Processos que liberam calor são denominados de processos exotérmicos. EX: A queima do carvão C + O2 CO2 8 9 A figura abaixo representa a mudança de estado físico da água: Classifique cada mudança de estado em endotérmica ou exotérmica. Fusão, vaporização e sublimação: Reações Endotérmica Liquefação e solidificação: Reações exotérmicas 10 Reação endotérmica 11 Reação exotérmica 12 13 14 Calorimetria é a medida da quantidade de calor liberada ou absorvida durante um fenômeno. É usual expressar quantidade de calor em calorias (cal): Caloria é a quantidade de calor necessária para aquecer 1 grama de água, de 1°C (ou mais precisamente de 14,5 a 15,5°C ). Na termoquímica, usa-se bastante o múltiplo QUILOCALORIA, que é 1.000 vezes mais que a caloria. 1kcal = 1.000cal 1 cal = 4,18 joule 15 Como as várias formas de energia se equivalem ( isto é, uma se transforma em outra ), podemos converter as unidades: EX 01: A quantos joules correspondem 500 calorias? 1 cal ------------- 4,18 joules 500 cal ---------- x x = 2.090 joules ou 2,09 kj EX 02: A quantas calorias corresponde uma energia ou trabalho de 200 joules? 1 cal ---------------4,18 joules x ---------------200 joules x= 47,8 cal Exemplo 16 Transformação física da água H2O(l) + energia H2O(g) Durante a ebulição, a energia fornecida reduz as interações intermoleculares presentes no liquido, originando H2O(g), que tem maior entalpia (H). Liquido para o Gasoso = entalpia de vaporização onde a temperatura se mantem constante, ou seja, a energia que seria utilizada para aumentar a temperatura é usada para quebrar as ligações intermoleculares. Entalpia (H) e variação de entalpia (ΔH) 17 Só é possível calcular o valor da ΔH se forem conhecidas as entalpias absolutas dos reagentes (HR) e dos produtos (HP): . 18 01)Analise a figura abaixo, assinale (V) ou (F), nas proposições abaixo, com base na reação química de combustão do gás hidrogênio. 2 H2(g) + O2(g) 2 H2O(l) + 572 kJ ( ) 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. ( ) Hprodutos > Hreagentes Exercícios 19 04.(Mackenz ie-SP) Fe2O3(s) + 3 C(s) + 491,5 kJ 2 Fe(s) + 3 CO(g) Da transformação do óxido de ferro III em ferro metálico, segundo a equação acima, assinale V ou F: ( ) é uma reação endotérmica. ( ) é uma reação exotérmica. ( ) A energia absorvida é 491,5 kj ( ) A energia liberada é de 491,5kj 20 Fatores que influenciam nas entalpias das reações • O estado físico dos reagentes e produtos da reação; • A estrutura cristalina dos reagentes e produtos sólidos da reação; • O fato de os reagentes e produtos estarem ou não em solução e a concentração desta; • A temperatura na qual se efetua a reação. 21 • É a energia absorvida na quebra de 1mol de ligações, no estado gasoso, a 25ºC e 1atm. Energia de ligação Libera calor A A A + A A + A A A Absorve energia 22 Energia de ligação • A quebra de uma ligação química é um processo endotérmico; • A formação de uma ligação química é um processo exotérmico. 23 24 + H H H C C H H H H H H H H H C C 612 + 4 x (412) + 436 - [6 x (412) + 348] +2.696kJ -2.820kJ = -124kJ 25 Lei de Hess • A Lei de Hess é uma lei experimental que tem importância fundamental no estudo da Termoquímica. Ela estabelece que: • A variação de entalpia ( quantidade de calor liberada ou absorvida) numa reação química depende apenas dos estados inicial e final da reação: 26 Referencias bibliográficas • Perruzo, FRANCISCO Miragaia Química na abordagem do cotidiano/Francisco Miragaia Peruzzo, Eduardo Leite do Canto. – 4.ed. – São Paulo: Moderna, 2006. • ATKINS, P. W.; JONES, Loretta. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. 3.ed. Porto Alegre: Bookman, 2006. 965 p. • ATKINS, Peter W. Físico-Química: fundamentos. 3 ed. LTC, 2003 27 Obrigado pela atenção! 28
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