ÉRICA RAMOS
QUÍMICA
TERMOQUÍMICA
CONT.
10/03/2022
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ENTALPIA
Grandeza que corresponde à energia que é trocada por um sistema a pressão constante, está associada à energia interna (U) desse sistema (reagentes + produtos).
Resumindo:
Calcular a energia liberada ou absorvida pela reação quando há troca de energia térmica (calor), utilizamos a entalpia (H).
∆H = Hfinal – Hincial ou ∆H = Hprodutos – Hreagentes
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VARIAÇÃO DE ENTALPIA (∆H) EM REAÇÕES ENDOTÉRMICAS
Nas reações endotérmicas, como ocorre absorção de energia na forma de calor, a entalpia dos produtos (Hp) é maior do que a entalpia dos reagentes (Hr).
Reagente + energia produtos
Hreagente < Hprodutos
∆H = Hprodutos – Hreagentes
∆H > 0
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VARIAÇÃO DE ENTALPIA (∆H) EM REAÇÕES EXOTÉRMICAS
Nas reações exotérmicas, como há liberação de energia na forma de calor, a entalpia dos produtos (Hp) é menor do que a entalpia dos reagentes (Hr).
Reagente produtos + produtos
Hreagente > Hprodutos
∆H = Hprodutos – Hreagentes
∆H < 0
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ENTALPIA PADRÃO
É a entalpia das substâncias em condições padrão ou estado padrão.
1,0 bar e 298,15 K (1bar = 0,987 atm e 298,15 k = 25°C)
Substância pura simples e na sua forma alotrópica mais estável tem entalpia igual a zero.
C(grafite) H0 = 0
C(diamante) H0 > 0
O mesmo acontece com outros elementos que possuem formas alotropicas.
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Equação termoquímica
A entalpia de um elemento ou de uma substancia varia de acordo com o estado físico, a pressão, a temperatura e a variedade alotrópica desse elemento.
Em uma equação termoquímicas, devemos indicar:
A variação de entalpia (∆H);
Os estados físicos de todos os participantes e as variedades alotrópicas, caso existam;
A temperatura e a pressão nas quais a reação ocorreu;
Os coeficientes estequiométricos das substâncias puras participantes.
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Ex.:
1C(grafite) + 1 O2(g) CO2(g) ∆H = –394 kJ
A interpretação dessa equação é:
1 mol de carbono grafite reage com 1 mol de gás oxigênio, produzindo 1 mol de gás carbônico e liberando 394 kJ, a 25°C e 1 bar.
Geralmente, 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 sob pressão constante de 1 bar e a 25°C.
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Ex.:
1NH3 (g) 1/2 N2(g) + 3/2 H2(g) ∆H = +46,1 kJ
A interpretação dessa equação é:
1 mol de gás amônia se decompõe, originando ½ de gás nitrogênio e 3/2 de gás hidrogênio, absorvendo 46,1 kJ, a 25°C e 1 bar.
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TIPOS DE ENTALPIA
ENTALPIA DE FORMAÇÃO
Calor envolvido na formação de 1 mol de uma substância a partir de substancias simples, no estado padrão, com H0.
Ex.:
H2(g) + ½ O2 (g) 1 H2O (l) ∆H = –286 kJ/mol
H2 (g) + Srômbico (g) + 2 O2 (g) 1 H2SO4 (l) ∆H = –813,8 kJ/mol
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Gráfico da entalpia de formação da água
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Dada a reação:
Cgrafite (s) + O2 (g) CO2(g) ∆H = –394 kJ/mol
∆H = Hp – Hr
∆H = HCO2 – (HCgraf + HO2)
–394 = HCO2
HCO2 = –394 kJ/mol
Entalpia de formação = Entalpia da substância
Como são substâncias simples a entalpia é igual a zero.
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Ex.:
Dada a reação abaixo calcule a entalpia do NO(g).
½ N2 (g) + ½ O2 (g) 1 NO (g) ∆H = +90,4 kJ/mol
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ENTALPIA DE COMBUSTÃO
Energia liberada na combustão completa de 1 mol de uma substância no estado padrão.
Ex.: Combustão do álcool etílico
C2H6O (l) + 3 O2(g) 2 CO2 (g) + 3 H2O (l) ∆H = –1368 kJ/mol
A combustão completa de 1 mol de álcool etílico libera 1368 kJ.
Quando os combustíveis são formados por carbono, hidrogênio e oxigênio, os produtos das reações (combustões completas) serão sempre CO2 (g) e H2O (l).
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Poder calorífico
Corresponde à quantidade de energia liberada por unidade de massa.
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Ex.:
Calcule o ∆H da reação de combustão completa do benzeno.
1 C6H6 (l) + 15/2 O2 (g) 6 CO2 (g) + 3 H2O (g)
Dados: C6H6 = +80, CO2 = –400 e H2O = –240.
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ENERGIA DE LIGAÇÃO
Energia absorvida na quebra de 1 mol de ligações, no estado gasoso.
Em todas as reações químicas ocorrem quebra das ligações (endotérmico) existentes nos reagentes e formação de novas ligações (exotérmico) que darão origem aos produtos.