Termoquímica, Notas de estudo de Química

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Definição: É a ciência que estuda as transformações de calor (Q) associadas a uma reação química ou a mudanças no estado físico de uma substância. COMO MEDIR A ENERGIA (Q) ENVOLVIDA:

• Unidade utilizada  caloria (cal), quilocaloria (Kcal), Joule (J) 1 cal = 4 , 18 J

A segunda forma de medida pode ser realizada a pressão constante e neste caso o calor o calor desenvolvido a pressão constante é igual a variação de entalpia do sistema.

QP = H

A aparelhagem utilizada para medir o

calor desenvolvido por um sistema a

volume constante é o CALORÍMETRO.

PROCESSO EXOTÉRMICO

E PROCESSO ENDOTÉRMICO

Processo exotérmico: ocorre com liberação de calor do sistema reacional para as vizinhanças Exemplo: queima de carvão C(s) + O2(g) CO 2(g) + calor 1H 2 (g) + O 2 (g)  H 2 O (l) + 285,8 KJ reagentes produto calor liberado (+Q)

Processo endotérmico Ocorre com absorção de calor. Esta quantidade de calor absorvida é cedida das vizinhanças para o sistema reacional. Exemplo. C (s) + 2 S (s)  CS2 (l) - 19 Kcal reagentes produto calor absorvido (-Q)

Como a maior parte das reações químicas ocorrem em sistemas abertos,isto é, a pressão constante, a grandeza físico- química utilizada para medir a quantidade de Q absorvida ou liberada na reação será a entalpia, H. A variação de entalpia H, é calculada pela equação matemática: H = Hfinal - Hinicial

Para uma reação química onde ocorre a transformação de reagentes em produtos, teremos reagente  produto estado inicial estado final H = Hproduto - Hreagente

INTERPRETAÇÃO DA EQUAÇÃO

TERMOQUÍMICA

A equação termoquímica especifica: Estado físico e/ou alotrópico dos reagentes e produtos. O calor de reação (H) A temperatura e a pressão do processo.

Exemplos. C (s) + O2 (g)  CO2 (g) + 94,1 Kcal ( o C, 1atm) Estado físico dos reagentes: sólido e gasoso Estado físico do produto: gasoso Calor liberado: 94,1 Kcal Reação exotérmica: H = - 94,1 Kcal

4C(grafita) + S8(rômbico)  4CS2(L) - 104,4 kcal Estado alotrópico dos reagentes: Carbono na forma alotrópica mais estável grafita (Cgrafita). Enxofre na forma alotrópica mais estável, enxofre rômbico(Srômbico). Estado físico do produto: líquido Calor absorvido: 104,4 kcal Reação endotérmica: H = +104,4 Kcal

Diagrama de Energia 1 - Reação exotérmica Eat Complexo ativado Reag Prod H Sentido da reação H (^) = Hp - HR HP < HR H (^) < 0 Processo exotérmico

Nos processos reversíveis o valor absoluto de ΔH é o mesmo. Adquirindo sinal + ou - dependendo do processo ser respectivamente endo ou exotérmico. Fatores que Influenciam o H Estado físico Estado alotrópico.

ESTADO FÍSICO: A variação de entalpia (H) depende do estado físico dos reagentes e produtos. H aumenta Hvapor  Hlíquido  Hsólido Ex: H2 (g) + ½ O2  H2O (s) H - 70 Kcal H2 (g) + ½ O2  H2O (l) H - 68,3 Kcal H2 (g) + ½ O2  H2O (v) H - 57,8 Kcal H 2 O (s) calor H 2 O (l) calor H 2 O (v)