O documento resume conceitos fundamentais de termodinâmica química, incluindo:
1) Entalpia padrão de formação é a variação de entalpia na formação de uma substância a partir de seus elementos;
2) Ciclo de Born-Haber é usado para calcular a entalpia de rede de um sólido iônico;
3) Segunda lei da termodinâmica estabelece que a desordem de um sistema isolado sempre aumenta nas mudanças espontâneas.
1. QUÍMICA GERAL
Escola de Engenharia Industrial Metalúrgica
Universidade Federal Fluminense
Volta Redonda - RJ
Prof. Dr. Ednilsom Orestes
25/04/2016 – 06/08/2016 AULA 14
2. “Entalpia padrão da reação por
mol de fórmula unitária da
formação de uma substância a
partir de seus elementos na sua
forma mais estável."
2C(gr) + 3H2(g) + 1 2 O2(g) ⟶ 𝟏C2H5OH l Δ𝐻𝑓
°
= −277,69 kJ
C(gr) ⟶ C2 diamante Δ𝐻𝑓
°
= +1,9 kJ
ENTALPIA PADRÃO DE
FORMAÇÃO
Padrão: forma pura a 1 bar.
𝚫𝑯 𝒇
𝒐
de um elemento na sua forma mais estável é zero!
𝚫𝑯 𝒇
𝒐
𝑪, 𝒈𝒓 = 𝚫𝑯 𝒇
𝒐
𝑲, 𝒔 = 𝚫𝑯 𝒇
𝒐
𝑯𝒈, 𝒍 = 𝚫𝑯 𝒇
𝒐
𝑯 𝟐, 𝒈 = 𝚫𝑯 𝒇
𝒐
𝑶 𝟐, 𝒈 = 𝟎 ‼!
R
5. CICLO DE BORN-HABER
CAMINHO (FECHADO) DE ETAPAS, UMA
DAS QUAIS É A FORMAÇÃO DA REDE DE
UM SÓLIDO A PARTIR DOS SEUS ÍONS NA
FASE GÁS.
Max Born
Fritz Haber
𝐸 =
𝑧1 𝑧2 𝑒2
4𝜋𝜀0 𝑟12
Formação de sólido: Modelo Iônico.
Energia de Coulomb: Principal
contribuição.
6. R
ENTALPIA DE REDE
Δ𝐻𝐿 = 𝐻 𝑚(íons, g) − 𝐻 𝑚(sólido)
CALOR NECESSÁRIO PARA VAPORIZAR O
SÓLIDO (𝑃 = 𝑐𝑡𝑒).
OBTIDA DE MANEIRA INDIRETA
APLICANDO A LEI DE HESS.
8. CICLO DE BORN-HABER
CAMINHO (FECHADO) DE ETAPAS, UMA
DAS QUAIS É A FORMAÇÃO DA REDE DE
UM SÓLIDO A PARTIR DOS SEUS ÍONS NA
FASE GÁS.
Max Born
Fritz Haber
𝐸 =
𝑧1 𝑧2 𝑒2
4𝜋𝜀0 𝑟12
Formação de sólido: Modelo Iônico.
Energia de Coulomb: Principal
contribuição.
Δ𝐻𝐿 difere da energia de rede por alguns
quilojoules.
Objetivo Ciclo Born-Haber: Medir essa
energia ⟶ calcular Δ𝐻𝐿.
12. ENTALPIAS DE LIGAÇÃO, 𝚫𝑯 𝐁
Altera ΔHB de um
composto para outro.
Reação: ligações quebradas (endo) e formadas (exo).
Diferença entre as entalpias padrão molares da
molécula X—Y e de seus fragmentos X e Y.
Δ𝐻B X − Y = 𝐻m
o X, g + 𝐻m
o Y, g − 𝐻m
o XY, g
Exemplos:
H2(g) ⟶ 2H g Δ𝐻o = +436 kJ
Δ𝐻B H − H = +436 kJ ∙ mol−1
X2(l) ⟶ 2X(g)
Δ𝐻o
= Δ𝐻vap
o
X2, l + Δ𝐻B
o
(X − X)
18. Qual o sentido natural das coisas?
Não espontâneoEspontâneo
Ex.: Cascatas, combustão, resfriamento
bloco quente, expansão de um gás.
O INVERSO NÃO É OBSERVADO!
A menos que seja realizado trabalho!
O que leva os acontecimentos num
determinado sentido?
1ª. LEI da TERMODINÂMICA:
SE REAÇÃO OCORRE ⟶ ENERGIA SE CONSERVA.
O que determina o “se”?
19. MUDANÇA ESPONTÂNEA
Não espontâneoEspontâneo
Processos espontâneos tem tendência
natural de ocorrer.
Processos não espontâneos só ocorrem
mediante realização de trabalho sobre o
sistema.
QUAL A TENDÊNCIA COMUM A TODAS
AS MUDANÇAS ESPONTÂNEAS?
MATÉRIA & ENERGIA
TENDEM A FICAR CADA VEZ
MAIS DESORDENADAS!
ESPONTANEIDADE vs VELOCIDADE
20. 2ª. LEI DA TERMODINÂMICA:
A DESORDEM DE MATÉRIA E ENERGIA DE UM
SISTEMA ISOLADO AUMENTA NO DECORRER DE
QUALQUER MUDANÇA ESPONTÂNEA.
ENTROPIA (S)
Medida termodinâmica de desordem aumento da desordem
de energia e de matéria.
Função de estado com interpretação molecular.
Previsão do efeito da temperatura e da pressão sobre processos
físicos e químicos.
Base para a discussão de Equilíbrio Químico.