Equações termoquímicas, Notas de aula de Química

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EQUAÇÕES

TERMOQUÍMICAS

PROFESSOR:

DEIVD ANDRADE PORTO

• (^) É a equação química à qual acrescentamos a entalpia da reação e na qual mencionamos todos os fatores que possam influir no valor dessa entalpia.

EQUAÇÃO TERMOQUÍMICA

O estado padrão de uma substância corresponde à sua forma mais estável, a 1 atm, a 25 °C. A entalpia padrão de uma substância é indicada por H 0 . Toda substância simples, no estado padrão e na sua forma alotrópica mais estável (mais comum), tem entalpia (H) igual a zero.

Numa equação termoquímica, devemos indicar:

• (^) a variação de entalpia (ΔH);H);
• (^) os estados físicos de todos os participantes e, também, as variedades alotrópicas, caso existam;
• (^) a temperatura e a pressão nas quais a reação ocorreu;
• (^) o número de mol dos elementos participantes.

• (^) Normalmente, não são indicadas a pressão e a temperatura em que a reação se realizou, pois se admite que ela ocorreu no estado padrão, ou seja, à pressão constante de 1 atm e a 25 ºC.
• (^) EXEMPLO 2: 1 NH 3 (g) 1/2 N 2 (g) + 3/2 H 2 (g) ΔH = +46,1 kJ A interpretação dessa equação é: a 25 ºC e 1 atm, 1 mol de gás amônia (NH 3 ) se decompõe, originando 1/2 mol de gás nitrogênio (N 2 ) e 3/2 mol de gás hidrogênio (H 2 ) e absorvendo 46,1 kJ.

• (^) Podemos calcular o valor da variação de entalpia numa infinidade de reações químicas.
• (^) Essa variação de entalpia é denominada entalpia ou calor de reação.
• (^) Vamos estudar alguns tipos de entalpia de reações como: de formação, de combustão, de neutralização etc.

ENTALPIA DAS REAÇÕES QUÍMICAS

• (^) Entalpia de formação é o calor liberado ou absorvido na formação de 1 mol de uma substância a partir de substâncias simples, no estado padrão, com H = 0.
• (^) Agora, vamos representar as equações termoquímicas que caracterizam a formação de algumas substâncias bastante comuns, indicando os valores dos ΔH determinados experimentalmente:

• (^) Conhecendo a equação de formação de uma substância e o valor do ΔH dessa reação, podemos estabelecer um novo conceito. Para isso vamos analisar a formação do gás carbônico [CO 2 (g)]:
• (^) C graf + O 2 (g)^ CO 2 (g)^ ΔH = –394 kJ
• (^) Como já sabemos que tanto o C graf como o O 2 (g) apresentam no estado padrão H^0 = 0, podemos representar a reação de acordo com o gráfico ao lado.

Generalizando, temos:

entalpia de formação = entalpia da substância

Substância ΔH);H^0 f (kJ/mol)

Os valores das entalpias de formação

 - Fe 2 O 3 (s) – 822, - H 2 O(l) – - HCl(g) – 92, - Mg(OH) 2 (s) – 924, - NH 3 (g) – 46, - NO(g) +90, - NaCl(s) – - SO 2 (g) – - SO 3 (g) – - H 2 SO 4 (l) – 813, - Al 2 O 3 (s) – Substância ΔH);H^0 f (kJ/mol) - CO(g) – - CO 2 (g) – - CH 4 (g) – 74, - C 2 H 6 (g) – 84, - C 2 H 2 (g) + - CH 3 OH(l) – - C 2 H 5 OH(l) – 

• CH 3 COOH(l) – 487, - CaO(s) – 635,
• Entalpia padrão de formação de algumas substâncias a 25 ºC e 1 atm Ca(OH) 2 (s) – 986,

Vamos ver um exemplo de cálculo da entalpia de uma substância, ou seja, da sua entalpia de formação, a partir de uma equação termoquímica. A equação de decomposição do mármore pode ser representada por:

• (^) São classificadas como reações de combustão aquelas em que uma substância, denominada combustível, reage com o gás oxigênio (O 2 ), denominado comburente. Por serem sempre exotérmicas, as reações de combustão apresentam ΔH < 0. Entalpia de combustão

• (^) Vejamos um exemplo: Combustão completa do álcool etílico (C 2 H 6 O): Pela equação, podemos concluir que na combustão completa de 1 mol de C 2 H 6 O(l) ocorre a liberação de 1368 kJ: Entalpia de combustão do C 2 H 6 O(l) = –1 368 kJ/mol

• (^) A neutralização é a reação que ocorre entre o íon H+, proveniente de um ácido, e o íon OH–, proveniente de uma base, formando H 2 O. Genericamente, temos: Na reação entre um ácido e uma base fortes — que estão totalmente dissociados —, verificamos experimentalmente que ocorre a liberação de 13,8 kcal (= 57,7 kJ) a cada 1 mol deH2O(l) formado.

Variação de entalpia (ΔH) de neutralização