termoquímica - setor leste

TERMOQUÍMICATERMOQUÍMICACEM Setor LesteCEM Setor Leste

Clarice Pinheiro Andrade VianaClarice Pinheiro Andrade Viana

Análise de trocas de energia na forma de calor nas Análise de trocas de energia na forma de calor nas reações químicas e nas mudanças de estado físico da reações químicas e nas mudanças de estado físico da

matéria. matéria.

Um Um poucopouco de de históriahistória……

Séc.XIX- Sadi Carnot (1796-1832):Séc.XIX- Sadi Carnot (1796-1832): calor considerado um fluído(calórico), calor considerado um fluído(calórico), trabalho=fluxo calórico .trabalho=fluxo calórico .

James Joule :James Joule :calor e trabalho (formas de calor e trabalho (formas de energia equivalentes) capazes de mudar a energia de energia equivalentes) capazes de mudar a energia de um sistema um sistema

Calor Calor Transferência de energia térmica entre corpos que Transferência de energia térmica entre corpos que possuem temperaturas distintas possuem temperaturas distintas

Calor sensível X Calor latente Calor sensível X Calor latente

Determinação de quantidade de energia :Uso de um Determinação de quantidade de energia :Uso de um calorímetro, por exemplo :calorímetro, por exemplo :

1 caloria = quantidade necessária para 1 caloria = quantidade necessária para elevar em 1 °C a temperatura de 1,0 grama elevar em 1 °C a temperatura de 1,0 grama de água.de água.

Exemplo : Considerando a queima de 1,0 g de Exemplo : Considerando a queima de 1,0 g de açúcar(C12H22O11) em um calorímetro que contenha 1000 açúcar(C12H22O11) em um calorímetro que contenha 1000 g de água a uma temperatura inicial de 20 °C, sendo que g de água a uma temperatura inicial de 20 °C, sendo que após a reação , a temperatura final da água seja 24 °C. após a reação , a temperatura final da água seja 24 °C. Determine o valor enérgico do açúcar em KJ(kilo joule) Determine o valor enérgico do açúcar em KJ(kilo joule) .Considere o calor especifico da água seja 1 cal/g°C..Considere o calor especifico da água seja 1 cal/g°C.

1 cal 1 cal 4,18 J 4,18 J ouou 1Kcal 1Kcal 4,18kJ4,18kJ

Q= m x c x ΔTQ= m x c x ΔT

Ocorre com a liberação de calor Ocorre com a liberação de calor

FQ: CH4(g)+ 2FQ: CH4(g)+ 2 O2 (g) O2 (g)CO2(g) +2H2O(v)+ 889,5kJCO2(g) +2H2O(v)+ 889,5kJ

FF: H2O (l)FF: H2O (l) H2O(s) + 7,3 kJ H2O(s) + 7,3 kJ

Ocorre com absorção de calorOcorre com absorção de calor

FQ: Fe2O3(s)+ 3C(s)+491,5 kJFQ: Fe2O3(s)+ 3C(s)+491,5 kJ 2 Fe(s)+ 3 CO2(g) 2 Fe(s)+ 3 CO2(g)

FF: H2O(l) +44kJ FF: H2O(l) +44kJ H2O (v)H2O (v)

ATENÇÃO! A QUANTIDADE DE CALOR ATENÇÃO! A QUANTIDADE DE CALOR LIBERADO OU ABSORVIDO É SEMPRE LIBERADO OU ABSORVIDO É SEMPRE PROPORCIONAL À QUANTIDADE DAS PROPORCIONAL À QUANTIDADE DAS

SUBSTÂNCIAS ENVOLVIDAS.SUBSTÂNCIAS ENVOLVIDAS.

Exemplo :Exemplo :A combustão completa de 1 mol de metano libera 730 kJ A combustão completa de 1 mol de metano libera 730 kJ com formação de gás carbônico e água liquida .com formação de gás carbônico e água liquida .

(A)Escreva a equação termoquímica da combustão de 1 mol (A)Escreva a equação termoquímica da combustão de 1 mol de metanode metano

(B)Calcule a massa de metano necessária para produzir 3800 (B)Calcule a massa de metano necessária para produzir 3800 kJ de calor kJ de calor

Exemplo :Exemplo :A combustão completa de 1 mol de metano libera 730 kJ com formação A combustão completa de 1 mol de metano libera 730 kJ com formação de gás carbônico e água liquida .de gás carbônico e água liquida .

(A)Escreva a equação termoquímica da combustão de 1 mol de metano (A)Escreva a equação termoquímica da combustão de 1 mol de metano

CH4(l)+ 2CH4(l)+ 2 O2(g) O2(g) CO2(g) CO2(g) + 2 H2O(l) ΔH=-730kJ + 2 H2O(l) ΔH=-730kJ

(B)Calcule a massa de metano necessária para produzir 3800 kJ de calor (B)Calcule a massa de metano necessária para produzir 3800 kJ de calor

16 (g) ---- 730 KJ16 (g) ---- 730 KJ

y(g) --------- 3800 KJy(g) --------- 3800 KJ

y=y=

MM=16 g/mol MM=16 g/mol

Energia liberada que estava contida nos Energia liberada que estava contida nos reagentes reagentes

Se ocorre queima(combustão) , o Se ocorre queima(combustão) , o reagente está reagindo com o oxigênio reagente está reagindo com o oxigênio

ΔH=Hp(produtos)-Hr(reagentes)ΔH=Hp(produtos)-Hr(reagentes)

ΔH<0 Exotérmica ΔH>0 Endotérmica ΔH<0 Exotérmica ΔH>0 Endotérmica

Quantidade necessária de calor para provocar a fusão de Quantidade necessária de calor para provocar a fusão de 1 mol de uma substância , à pressão constante 1 mol de uma substância , à pressão constante == CALOR CALOR

Estado ambiente= Estado padrão= Estado ambiente= Estado padrão= forma pura de uma substância a 25 °C forma pura de uma substância a 25 °C (298k) e 1 atm. (298k) e 1 atm.

Toda substância simples, no estado Toda substância simples, no estado padrão e na forma alotrópica mais padrão e na forma alotrópica mais estável (+comum) tem entalpia igual estável (+comum) tem entalpia igual a ZERO (H°= 0) a ZERO (H°= 0) H2, N2, F2, Fe, Al , H2, N2, F2, Fe, Al , Hg, C , O. Hg, C , O.

Calor liberado ou absorvido na forma de 1 Calor liberado ou absorvido na forma de 1 mol de uma substância a partir de mol de uma substância a partir de substâncias simples no estado padrão substâncias simples no estado padrão

Várias substâncias Várias substâncias 1 1 substânciasubstância

C(C(grafitegrafite)+ O2(g) )+ O2(g) CO2(g) CO2(g)

Energia liberado ou absorvida na combustão de 1 mol de uma Energia liberado ou absorvida na combustão de 1 mol de uma substância no estado padrãosubstância no estado padrão

X(g) + O2(g) X(g) + O2(g) CO2(g) + H2O(l) CO2(g) + H2O(l)

Exemplo Exemplo ΔH (kJ/mol)

ácido -160

CO2 -394

H2O -286

*Calcule a entalpia de combustão completa padrão do ácido pent-3-enoico :

Exemplo Exemplo ΔH (kJ/mol)

ácido -160

CO2 -394

H2O -286

*Calcule a entalpia de combustão completa padrão do ácido pent-3-enoico :

ΔH=Hp-Hr 5(-394) + 4(-286)-(-160) = -2954kJ

Energia liberada ou absorvida para Energia liberada ou absorvida para QUEBRAR QUEBRAR 1 mol de ligações no 1 mol de ligações no ESTADO ESTADO GASOSO.GASOSO.

CH4(g) + 2 O2 (g) CH4(g) + 2 O2 (g) CO2(g) + 2 H2O(g) CO2(g) + 2 H2O(g)

ΔH = Ea-El ΔH = Ea-El

Ligaçao Energia da ligação

H--H 436

O--H 463

C--C 348

ΔH = Ea-El ΔH = Ea-El

ΔH=2642-3452=-810 kJ/molΔH=2642-3452=-810 kJ/mol

Ligaçao Energia da ligação

H--H 436

O--H 463

C--C 348

Numa reação química o ΔH é sempre o Numa reação química o ΔH é sempre o mesmo , quer ela ocorra em uma etapa ou mesmo , quer ela ocorra em uma etapa ou

em várias etapas. O ΔH depende apenas em várias etapas. O ΔH depende apenas dos estados inicial e final .dos estados inicial e final .

ΔH= Σ ΔH ΔH= Σ ΔH

A partir de equações “filhas” conseguimos identificar a A partir de equações “filhas” conseguimos identificar a variação de entalpia da equação “mãe”variação de entalpia da equação “mãe”

Exemplificando...Exemplificando... EQUACOES ΔH

(1) 2C(grafite)+ 2 O2(g)2 CO2(g) -788 kJ

(2) 3H2(g)+3/2 O2(g)3H2O(l) -858 kJ

(3) 2CO2(g)+3H2O(l)1 C2H6O(l)+3O2(g)

+1368 kJ

GLOBAL: ? ?

Exemplificando...Exemplificando... EQUACOES ΔH

(1) 2C(grafite)+ 2 O2(g)2 CO2(g) -788 kJ

(2) 3H2(g)+3/2 O2(g)3H2O(l) -858 kJ

(3) 2CO2(g)+3H2O(l)1 C2H6O(l)+3O2(g)

+1368 kJ

(G) 2C(garfite)+3H2(g)+1/2 O2(g)1C2H6O(l)

-278

W WE know Termoquímica

Referencias Referencias Bibliográficas Bibliográficas

Usberco & Salvador, saraiva;Química (volume 2-físico-Usberco & Salvador, saraiva;Química (volume 2-físico-química);unidade 3;capitulo 8 ao 11.química);unidade 3;capitulo 8 ao 11.

Imagens : google Imagens : google