Termoquimica, Notas de aula de Química

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T ERMOQUÍMICA

CAMILA PESSANHA DA COSTA CAMILA PESSANHA DA COSTA

DEFINIÇÃO: É a parte da Química que estuda as trocas de calor que acompanham as reações químicas e as mudanças de estado físico das substâncias.

ENTALPIA:

De onde vem a energia ou o calor da queima da madeira? A resposta mais simples é: A energia liberada estava contida nos reagentes e foi liberada quando eles se transformaram nos produtos. Na prática, o que conseguimos medir é a variação da entalpia (ΔH). ΔH). H). Essa variação corresponde à quantidade de energia liberada ou absorvida durante o processo, realizado a pressão constante. O cálculo da variação da entalpia é dado pela expressão genérica:

ΔH = Hfinal – Hinicial ou^ ΔH = H produtos – H reagentes

madeira + oxigênio gás carbônico + água + calor

ΔH EM REAÇÕES EXOTÉRMICAS:

Nas reações exotérmicas, como ocorre liberação de calor, a entalpia dos produtos (HP) é menor do que a entalpia dos reagentes (HR). Genericamente, temos:

A B + calor

reagente produto

ΔH). H < 0

A síntese da amônia (NH 3 ), teremos:

Na síntese de 2 mol de NH 3 ocorre a liberação de 92,2 kJ.

ΔH EM REAÇÕES ENDOTÉRMICAS:

Nas reações endotérmicas, como ocorre absorção de calor, a entalpia dos produtos (HP) é maior do que a entalpia dos reagentes (HR). Genericamente, temos:

A + calor B

ΔH). H > 0

reagente produto

Decomposição da amônia (NH 3 ), teremos:

Na decomposição de 2 mol de NH 3 ocorre a absorção de 92,2 kJ.

ΔH NAS MUDANÇAS DE ESTADO

FÍSICO:

Nos processos inversos, teremos, respectivamente:

ENTALPIA PADRÃO:

O estado padrão de uma substância corresponde à sua forma mais estável, a 1 atm, a 25 °C. Toda substância simples, no estado padrão e na sua forma alotrópica mais estável (mais comum), tem entalpia (H) igual a zero. Foi estabelecido que: As substâncias simples H 2 (g), O 2 (g), Fe(s), Hg(l), Cl 2 (g), no estado padrão (25 ºC a 1 atm), apresentam entalpia Hº = 0.

Estados alotrópicos mais comuns:

Fósforo Oxigênio Branco Vermelho H > 0 H > 0 O 2 (g) (^) O 3 (g) ozônio

EQUAÇÃO TERMOQUÍMICA:

• a variação de entalpia (ΔH);
• 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. A seguir, os dois exemplos: 1º Exemplo: 2º Exemplo:

Entalpia de Formação:

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. Convém lembrar que a 25 ºC e 1 atm:

-^ A formação do gás carbônico CO2(g):

Entalpia padrão de formação de algumas substâncias

A equação de decomposição do Carbonato de

Cálcio:

HCaCO3(s) =? (–635,5)^ (–394) HR HP ΔH = ΔH = HP – HR

[(HCaO(s)) –^ (HCO2(g))] –^ [(HCaCO3(s))]

+177,5 = [(–635,5) +(–394)] – [(HCaCO3(s))]

+177,5 =[–635,5 – 394] – HCaCO3(s) HCaCO3(s) =–1029,5 – 177, HCaCO3(s) =–1 207 kJ /mol