termoquímica - conceito, representação e determinação

A Termoquímica tem como objetivo o estudo
das variações de energia que acompanham as
reações químicas.
Não há reação química que ocorra sem
variação de energia !
A energia é conservativa. Não pode ser criada
ou destruída. Apenas transformada!

As variações de energia, nas reações químicas,
manifestam-se sob a forma de calor
(geralmente) e luz liberada ou absorvida.
A origem da energia envolvida numa reação
química decorre, basicamente, de um novo
arranjo para as ligações químicas.
O conteúdo
principalmente
de energia armazenado,
na forma de ligações
é
chamado de ENTALPIA (enthalpein, do grego =
calor) e simbolizado por (heat).

Em função da energia envolvida as reações podem ser de dois tipos:
I. Exotérmicas: liberam energia.
A -> B + Calor
ex: processos de combustão, respiração do animal.
II. Endotérmicas: absorvem energia.
A + Calor -> B
ex: fotossíntese, cozimento dos alimentos.

Energia transferida entre dois corpos,
fluindo do corpo mais quente
para o mais frio.

• Reação Exotérmica: o calor liberado pelo sistema.
• Provoca o aquecimento da vizinhança (meio ambiente)
ônibus espacial

• Reação Endotérmica: calor é absorvido da vizinhança (meio ambiente).
decomposição dos óxidos

1) Equação química ajustada
2) Indicação dos estados físicos e alotrópicos (quando for o caso) dos
componentes.
3) Indicação da entalpia molar, isto é, por mol de produto formado ou reagente
consumido.
4) Indicação das condições de pressão e temperatura em que foi medido o

A variação da entalpia depende:
Temperatura
Pressão
Estado físico
Número de mol
Variedade alotrópica
Estado padrão corresponde a forma mais estável, a 1 atm e a 25 °C
Entalpia padrão H° de toda substância simples, no estado padrão e na sua forma
alotrópica mais estável é igual a zero.

O conceito entalpia vem do alemão, enthalten,
que significa “conter”. A entalpia, de acordo
com a termodinâmica clássica, é a grandeza
que mede ae nergia total de um sistema capaz
de ser removida na forma de calor. Ou seja, a
entalpia é a energia contida em um sistema. A
entalpia é simbolizada pela letra 𝐻 (do
inglês, Heat = calor).

Grafite Diamante
Monoclínic
o
Rômbico

Branco Vermelho
O3 (ozônio)
O2

1) Entalpia ou Calor de Formação
2) Entalpia ou Calor de Decomposição
3) Entalpia de Combustão
4) Entalpia de Dissolução
5) Entalpia de Neutralização
6) Entalpia ou Energia de Ligação

Corresponde à energia envolvida na formação de um mol de substância a
partir de substâncias simples, no estado alotrópico mais comum.
Entalpia de formação de substâncias simples é nula!
Entalpia de formação = entalpia da substância

Pode ser considerada como a entalpia inversa à de formação de uma
substância.
Observe que ao inverter a equação a variação de entalpia troca de sinal
algébrico

Corresponde à energia liberada na reação de 1 mol de substância
(combústivel) com O2 puro (comburente)
Se o combustível for material orgânico (C,H e O) a combustão
pode ser de
dois tipos:
I. Completa: os produtos são CO2 e H2O
II. Incompleta: além dos produtos acima forma-se, também, CO e/ou C
(fuligem)

Combustão: reação exotérmica de
uma
substância com oxigênio.
:para a reação de combustão de
uma substância, estando reagentes e
produtos no estado-padrão.
Alguns químicos chamam o
de “calor
de combustão”.
O calor de combustão é uma maneira de
quantificar a energia liberada.

Na combustão incompleta a chama
é alaranjada.
A combustão do C também é a
formação do CO2

Corresponde ao calor liberado ou absorvido na dissolução (às vezes seguida
de dissociação) de 1 mol de substância de tal modo que pela adição de
quantidades crescentes de água, seja alcançado um limite a partir do qual
não há mais liberação de calor.

Corresponde ao calor liberado na formação de 1 mol de água, a partir da
neutralização de 1 mol de íons H+ por 1 mol de íons de H+ por 1 mol de íons
OH-; em solução aquosa diluída.
Na reação de ácidos fortes com bases fortes a variação de entalpia é
aproximadamente constante pois a reação é sempre: H+ + OH- -> H2O!

• Caloria (cal): quantidade de calor necessária para elevar em 1 °C a temperatura
de 1 g de água.
• Joule (J): trabalho exercido por uma força de 1N o longo da distância de 1m.
• 1 cal = 4,18 J

Grandeza que
energia de
um
informa
sistema que poderia
a quantidade de
ser
transformada em calor em um processo a
pressão constante.

Variação de entalpia para a reação de formação de uma substância
exclusivamente partir de reagentes que sejam substâncias simples, no
estado-padrão, no estado físico e na variedade alotrópica mais estável.

• é nulo para as substâncias simples no estado físico e na
variedade
alotrópica mais estável.

apostila 1 pág 604
questão 3

apostila 1 pág 605 questão 4

apostila 1 pág 605
questão 5

A Lei de Hess, também conhecida como Lei da
Soma dos Calores de Reação, demonstra que a
variação de entalpia de uma reação química
não depende do modo ou caminho como a
mesma é realizada e sim do estado inicial
(reagentes) e estado final (produtos).

A entalpia de muitas reações não pode ser
determinada experimentalmente em
laboratórios.

A variação de entalpia de uma reação é igual à soma das variações de
entalpia das etapas intermediárias, mesmo que teóricas.

Calcular a variação de entalpia envolvida na combustão de 1 mol de CH4 (g),
expressa por:
sabendo que:

2.Formação do CO2
3. Formação da H2O
Desenvolvendo as equações relativas à formação dos componentes:
1.Formação do CH4

b) utilizar da forma apresentada a equação de formação do CO2
c) utilizar a equação de formação da água multiplicada por 2
(inclusive a entalpia)
Aplicando a Lei de Hess, para obter a combustão do CH4 deveremos:
a) inverter a equação de formação do CH4

que somadas, resulta
A variação da entalpia será:

• Previsão de calores de reação, a partir de entalpias conhecidas.
• Determinação do poder calorífico de combustíveis automotivos
e alimentos.
Exemplos
Octano (gasolina) = 47,8 kJoule/grama
Etanol (álcool comum) = 44,7 kJoule/grama
Metano (GNV) = 49,0 kJoule/grama
Glicose (carbohidrato) = 17,5 kJoule/grama
Lipídio (gorduras) = 38,6 kJoule/grama

APOSTILA 1 PÁG 601 QUESTÃO 1

A seguir está o gráfico da energia potencial em função da
distância para um par de átomos unidos por uma ligação
química. Ao se aproximar muito os dois átomos, a
repulsão dos núcleos passa a ser mais intensa que a
atração proveniente da ligação química, provocando um
aumento da energia potencial do sistema. Ao se afastar
muito os dois átomos, os efeitos da ligação química vão
se tornando desprezíveis, e a energia potencial vai
aumentando. Assim como nos outros sistemas físicos, um
par de átomos unidos por uma ligação química busca o
estado de menor energia potencial. Ou seja, o par de
átomos tende a permanecer à distância 𝑑𝐿𝐼𝐺𝐴ÇÃ𝑂, de
forma a atingir a energia mínima, 𝐸𝑀𝐼𝑁 , conforme o
gráfico abaixo:

Considerando que, no gráfico acima, a energia tende para zero (arbitrário)
com um aumento da distância, a energia de ligação equivale, em módulo, à
energia mínima:
ELIG=- Emínima .

“Quebrar” uma ligação química significa
separar os átomos até que a distância entre
eles seja suficientemente grande, deforma a
ser desprezível a interação entre eles. Ou seja,
a energia de ligação é a diferença de energia
entre o estado com os átomos a essa distância
suficientemente grande e o estado com os
átomos unidos pela ligação química.

É a quantidade de calor absorvida na quebra de 1 mol de ligações de
determinada espécie, supondo as substâncias no estado gasoso, à 25 °C.
A quebra de ligações é sempre um processo endotérmico enquanto a
formação de ligações será sempre exotérmico.
Nos reagentes sempre ocorrerá quebra de ligações (ΔH > 0) e nos produtos
ocorrerá formação de ligações (ΔH < 0) .

• Variação de entalpia da reação em que 1 mol de ligações é
quebrado, estando os reagentes e os produtos dessa quebra no estado
gasoso.
• Quebra de uma ligação química: processo endotérmico
• Formação de uma ligação química: processo exotérmico

Modelo molecular dos reagentes
Modelo molecular do produto

•Hreação = Hquebra +
Hformação

Calcular a variação de entalpia na reação:
A variação de entalpia da reação será obtida pela soma algébrica das
entalpias acima:
2 H - H(g) + O = O(g)  2 H - O - H(g)
Hreagentes = 2 . 435,5 + 497,8 = + 1.368,8 kJ
Hprodutos = - (4 . 462,3) = - 1.849,2 kJ

= - 480,4 kJ ou - 240,2 kJ/mol
A variação de entalpia da reação será
obtida pela soma algébrica das entalpias
acima:
 Hreação = Hreagentes + Hprodutos
 Hreação = + 1.368,8 + (- 1.849,2)

Cálculo de entalpia a partir das ligações
CH4(g) + 3 Cl2(g)
HCCl3(g) + 3 HCl(g)
 Hreação = - 480,4 kJ ou - 240,2 kJ/mol
Prof. Mateus Andrade
2382,2 kj
Reagentes:
4 C H = (4. 413,6) =
1654,4
3Cl
1 C
3
C
Cl = (3. 242,6) = 727,8
H =
(413,6)
Cl = (3. 327,2) = 981,6
3 H Cl = 3 (431,8) = 1295,4
A variação de entalpia da reação será obtida
pela soma algébrica das entalpias acima:
 Hreação = Hreagentes + Hprodutos
 Hreação = 2382,2 kj + (- 2690,6 kj) = - 308,4
- 2690,6 kj
Produtos

• Entalpia é uma propriedade extensiva: a quantidade de energia
• Liberada ou absorvida depende da quantidade de matéria consumida
ou formada.
A energia liberada (x) na combustão de 1,0 L de etanol é 2,38 x 104 kJ

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