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MAS O QUE É A QUÍMICA?
MAS E A TERMOQUÍMICA?
CALMA JOVEM PADAWAN. PRIMEIRO VAMOS AO PRÉ-
REQUISITO: BALANCEAMENTO DE EQUAÇÕES QUÍMICAS
EQUAÇÕES QUÍMICAS
• O balanceamento de uma reação química é um recurso bastante
utilizado em Química, principalmente em Termoquímica, Cinética
Química, Mistura de Soluções e Estequiometria. Por meio do
balanceamento, é possível ter uma ideia da quantidade de matéria de
cada um dos componentes envolvidos na equação.
• De maneira mais simplificada, realizar o balanceamento químico de uma
equação é conseguir igualar a quantidade de átomos daqueles
elementos presentes nos reagentes da equação com a quantidade dos
mesmos átomos presentes no produto.
EQUAÇÕES QUÍMICAS
H2O
CaO + Ca(OH)2
Quando representamos um fenômeno químico por fórmulas e
símbolos temos uma EQUAÇÃO QUÍMICA
EQUAÇÕES QUÍMICAS
H2O
CaO + Ca(OH)2
Quando representamos um fenômeno químico por fórmulas e símbolos
temos uma EQUAÇÃO QUÍMICA
As equações químicas possuem FÓRMULAS e COEFICIENTES para
mostrar os aspectos QUALITATIVO e QUANTITATIVO da reação
N2
H2 + NH3
3 2
1
EQUAÇÕES QUÍMICAS
Numa reação química o número total de átomos dos reagentes é igual ao
número total de átomos dos produtos
N2
H2 + NH3
3 2
1
+
+
EQUAÇÕES QUÍMICAS
EXEMPLOS
Fe(s) + 2 HCl (aq) → H2 (g) + FeCl2 (aq)
+ +
HCl (aq) + NaOH (aq) → NaCl (aq) + H2O (l)
+ +
+
EQUAÇÕES QUÍMICAS
EXEMPLOS
2 H20 (g) → 2 H2 (g) + O2 (g)
+
EQUAÇÕES QUÍMICAS
EXEMPLOS
___ Al + ____ O2 → ___ Al2O3
3 2
4
EQUAÇÕES QUÍMICAS
EXEMPLOS
H2S + Br2 + H2O → H2SO4 + HBr
1 4 8
4 1
EQUAÇÕES QUÍMICAS
EXEMPLOS
KMnO4 + HCl → KCl + MnCl2 + H2O + Cl2
1
2 1 5/2
1
8 4
16 2 2 8 5
EQUAÇÕES QUÍMICAS
EXEMPLOS
Al(OH)3 + H4SiO4 → Al4(SiO4)3 + H2O
1
4 3 12
SUA VEZ DE PRATICAR
A Termoquímica estuda as trocas de calor associadas às reações
químicas ou a mudanças no estado de agregação das substâncias.
CONCEITOS
• Calor é uma energia em trânsito que flui de um corpo de maior temperatura
para outro corpo de menor temperatura.
• Temperatura é uma grandeza do calor. Você não tira a temperatura corporal,
verifica. Se tirar a temperatura do seu corpo, morre.
• Uma caloria é a quantidade de energia ou calor
necessária para elevar a temperatura de 1 grama de
água em 1 °C.
• Uma caloria corresponde a 4,18 joules, e 1J = 1 N/m2
ENTALPIA (H)
Entalpia é o conteúdo de calor de um sistema, à pressão constante.
Não é possível fazer a medida absoluta da entalpia de um sistema,
mas podemos medir (com calorímetros), a variação de entalpia.
ΔH = HP - HR
O sinal positivode ΔH indica
que houve absorção de energia
durante o processo.
Como a entalpia dos reagentesé
menor,para ocorrer a reação, é
necessário...
Como HP > HR
Então, ΔH > 0
REAGENTE
PRODUTO
A
B
ENTALPIA
CAMINHO DA REAÇÃO
A → B
...absorção de calor
HR
HP
+ calor
HP
HR
Como a entalpia dos reagentes é maior, sempre que ocorrer
a reação, acontecerá...
O sinal negativode ΔH indica
que houve liberação de energia
durante o processo.
REAGENTE
PRODUTO
A
B
ENTALPIA
CAMINHO DA REAÇÃO
B → A
...liberaçãode calor
ΔH = HP - HR
Como HR > HP
Então, ΔH < 0
+ calor
VARIAÇÃODE ENTALPIA NAS MUDANÇAS DE
ESTADOS FÍSICOS
Sólido Líquido Gasoso
As moléculas movimentam-se
rapidamente
Possuem alta energia
As moléculas estão muito
próximas, dificultando seus
movimentos
Possuem baixa
energia
Possuem energia
intermediária
Sentido endotérmico das mudanças de estados
FUSÃO EBULIÇÃO
Sentido exotérmico das mudanças de estados
Sentido exotérmico das mudanças de estados
SOLIDIFICAÇÃO CONDENSAÇÃO
O cano que fica no congelador
contém um líquido que
geralmente é o
tetrafluoretano, CF3CH2F) que
evapora absorvendo o calor do
interior da geladeira, pois a
passagem de líquido para vapor
ocorre com absorção de calor.
Ao passar por um compressor, o
vapor torna-se líquido
novamente, liberando o calor para
o meio ambiente ao circular pela
tubulação da parte de trás da
geladeira, pois a passagem de
vapor para líquido ocorre com
liberação de calor.
Para a equação de decomposição da água oxigenada, temos:
para escrevermos uma equação termoquímica, deveremos:
• balancear a equação;
• Indicar os estados físicos;
• Revelar o ΔH da reação.
H2O2 → H2O + O2
2 2 1
(aq) (l) (g) ΔH = - 196 kJ/mol
Estado padrão de uma substância corresponde ao seu estado físico e
alotrópico mais estável nas condições ambientes (25 °C e 1 atm);
ENTALPIA PADRÃO (H°)
É a entalpia de uma substância no seu estado padrão;
➢Por convenção, toda substância simples no estado padrão possui entalpia igual a zero.
• H° (Substância simples) = 0
Substância Fórmula/Estado Físico ΔHf° (kJ/mol)
Gás carbônico CO2(g) -394
Gás acetileno C2H2(g) +227
Etanol C2H5OH(l) -278
Água H2O(l) -286
Cloreto de hidrogênio HCl(g) -92,5
Peróxido de hidrogênio H2O2(l) -188
Cloreto de sódio NaCl (s) -413
Amônia NH3(g) -46
Ácido acético CH3COOH(l) -487
ENTALPIA DE FORMAÇÃO
• Calor liberado ou absorvido na formação de 1 mol de uma substância a partir
de substâncias simples, no estado padrão (com H° = 0).
1 H2(g) + 1/2 O2 (g) → 1 H2O (l) ΔH = -286 kJ/mol
• Dessa forma, uma tabela de entalpias-padrão de formação pode ser
construída;
• Como nem todas as equações químicas possuem seus valores de ΔH
determinados, usamos:
 
−

=
 REAG
PROD f
f
reação H
H
H
• Usando as informações sobre as entalpias de formação da tabela
anterior e sabendo que
2 H2O2 → 2 H2O + O2
H = [2 . (-286) + 1 . 0] – [ 2 . (-188)] = -572 + 376 = - 196 kJ/mol
 
−

=
 REAG
PROD f
f
reação H
H
H
e Então...
ENTALPIA DE COMBUSTÃO
• É a energia liberada na combustão completa de 1 mol de uma substância no
estado padrão;
• As reações de combustão são aquelas em que um combustível reage com o
gás oxigênio (comburente);
• Todas as reações de combustão possuem entalpia negativa (ΔH < 0);
• A variação de entalpia na combustão pode ser chamada de entalpia de combustão,
ΔH de combustão, calor de combustão ou entalpia-padrão de combustão.
• É a energia absorvida na quebra de 1 mol de ligações, no estado gasoso,
a 25 °C e 1 atm;
• Nos Reagentes acontecem quebras de ligações → assim, o processo é
ENDOTÉRMICO → ou seja, ΔH > 0;
• Nos Produtos acontecem formações de ligações → então, o processo é
EXOTÉRMICO → ou seja, ΔH < 0;
• Para determinar a variação de entalpia da reação, somamos todas as
entalpias das ligações (quebradas e formadas):
O 1,2-dicloroetano pode ser obtido pela reação de adição de gás cloro, Cl2(g), ao eteno
C2H4(g), conforme mostra a equação abaixo:
ΔH ligações rompidas nos reagentesé a energia absorvida (+)no rompimento das seguintesligações:
= 4 x (+98,8 kcal)
= 1 x (+146,8 kcal)
= 1 x (+58,0 kcal)
ΔH ligações rompidas nos reagentes= +600 kcal
ΔH ligações formadas nos produtos:é a energia liberada (–) na formação das seguintesligações:
= 2 x (–78,2 kcal)
= 4 x (–98,8 kcal)
= 1 x (–82,9 kcal)
ΔH ligações formadas nos produtos= –634,5 kcal
ΔHreação = 600 + (–634,5)
ΔH reação = –34,5 kcal
A variação de entalpia da reação de obtenção do 1,2-dicloroetano a partir da adição de cloro ao
etenoé igual a –34,5 kcal/mol, um processo exotérmico.
VAMOS PRATICAR
SUA VEZ DE PRATICAR
SUA VEZ DE PRATICAR
A Lei de Hess afirma que se uma equação química puder ser escrita como a
soma de 2 ou mais etapas, a variação de entalpia da equação global é igual à
soma das variações de entalpia das etapas.
M → C
D + B →M + K
A + K →D
A variação de entalpia (H) de uma reação é sempre a mesma,
independentemente donúmerode etapas em que tenhaque ocorrer.
A + B → C
D → A + K
D + B→ M + K
M → C
Deveremoscalcular o H da equação H = ?
H1
H2
H3
A partir das equações... Que deverãoficar...
-H1
H2
H3
A B
+ → C
+
H = – H1 + H2 + H3
Somamosas
equações...
Obtemos:
E a entalpia é calculada como
QUÍMICA, 2º Ano do Ensino Médio
Entalpia das Reações Químicas
VAMOS PRATICAR
A partir das entalpias padrão das reações de oxidação do ferro dadas abaixo:
Fe(s) + ½ O2(g) → FeO(s); ΔH° = – 64 kcal /mol
2 Fe (s) + 3/2 O2 (g) → Fe2O3 (s); ΔH° = – 196 kcal/mol
Determine a quantidade de calor liberada a 298 K e 1 atm na reação:
2 FeO (s) + ½ O2 (g) → Fe2O3 (s)
Fe(s) + ½ O2 (g) → FeO (s)
2 Fe (s) + 3/2 O2 (g) → Fe2O3 (s)
Deveremoscalcular o H da equação 2 FeO (s) + ½ O2 (g) → Fe2O3 (s)
A partir das equações... Que deverãoficar...
Somamosas
equações...
Obtemos:
E a entalpia é calculada como
2 FeO(s) → 2 Fe(s) + 1 O2(g)
2 Fe (s) + 1,5 O2 (g) → Fe2O3(s)
x (-2)
ΔH° = – 196
ΔH° = + 128
+
2 FeO (s) ½ O2 (g) → Fe2O3 (s)
+
ΔH = - 196 + 128 = -68 kcal/mol
VAMOS PRATICAR
Lembre-se...
“Se amanhã é depois de hoje e hoje é o futuro de ontem, se viver no passado
é o mesmo que viver o futuro de um passado mais antigo ainda, então não viva
em um futuro que ainda não foi vivido...”
Autor Desconhecido

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  • 1.
  • 2. MAS O QUE É A QUÍMICA?
  • 3. MAS E A TERMOQUÍMICA? CALMA JOVEM PADAWAN. PRIMEIRO VAMOS AO PRÉ- REQUISITO: BALANCEAMENTO DE EQUAÇÕES QUÍMICAS
  • 4. EQUAÇÕES QUÍMICAS • O balanceamento de uma reação química é um recurso bastante utilizado em Química, principalmente em Termoquímica, Cinética Química, Mistura de Soluções e Estequiometria. Por meio do balanceamento, é possível ter uma ideia da quantidade de matéria de cada um dos componentes envolvidos na equação. • De maneira mais simplificada, realizar o balanceamento químico de uma equação é conseguir igualar a quantidade de átomos daqueles elementos presentes nos reagentes da equação com a quantidade dos mesmos átomos presentes no produto.
  • 5. EQUAÇÕES QUÍMICAS H2O CaO + Ca(OH)2 Quando representamos um fenômeno químico por fórmulas e símbolos temos uma EQUAÇÃO QUÍMICA
  • 6. EQUAÇÕES QUÍMICAS H2O CaO + Ca(OH)2 Quando representamos um fenômeno químico por fórmulas e símbolos temos uma EQUAÇÃO QUÍMICA As equações químicas possuem FÓRMULAS e COEFICIENTES para mostrar os aspectos QUALITATIVO e QUANTITATIVO da reação N2 H2 + NH3 3 2 1
  • 7. EQUAÇÕES QUÍMICAS Numa reação química o número total de átomos dos reagentes é igual ao número total de átomos dos produtos N2 H2 + NH3 3 2 1 + +
  • 8. EQUAÇÕES QUÍMICAS EXEMPLOS Fe(s) + 2 HCl (aq) → H2 (g) + FeCl2 (aq) + + HCl (aq) + NaOH (aq) → NaCl (aq) + H2O (l) + + +
  • 9. EQUAÇÕES QUÍMICAS EXEMPLOS 2 H20 (g) → 2 H2 (g) + O2 (g) +
  • 10. EQUAÇÕES QUÍMICAS EXEMPLOS ___ Al + ____ O2 → ___ Al2O3 3 2 4
  • 11. EQUAÇÕES QUÍMICAS EXEMPLOS H2S + Br2 + H2O → H2SO4 + HBr 1 4 8 4 1
  • 12. EQUAÇÕES QUÍMICAS EXEMPLOS KMnO4 + HCl → KCl + MnCl2 + H2O + Cl2 1 2 1 5/2 1 8 4 16 2 2 8 5
  • 13. EQUAÇÕES QUÍMICAS EXEMPLOS Al(OH)3 + H4SiO4 → Al4(SiO4)3 + H2O 1 4 3 12
  • 14. SUA VEZ DE PRATICAR
  • 15.
  • 16. A Termoquímica estuda as trocas de calor associadas às reações químicas ou a mudanças no estado de agregação das substâncias.
  • 17. CONCEITOS • Calor é uma energia em trânsito que flui de um corpo de maior temperatura para outro corpo de menor temperatura. • Temperatura é uma grandeza do calor. Você não tira a temperatura corporal, verifica. Se tirar a temperatura do seu corpo, morre.
  • 18. • Uma caloria é a quantidade de energia ou calor necessária para elevar a temperatura de 1 grama de água em 1 °C. • Uma caloria corresponde a 4,18 joules, e 1J = 1 N/m2
  • 19. ENTALPIA (H) Entalpia é o conteúdo de calor de um sistema, à pressão constante. Não é possível fazer a medida absoluta da entalpia de um sistema, mas podemos medir (com calorímetros), a variação de entalpia.
  • 20. ΔH = HP - HR O sinal positivode ΔH indica que houve absorção de energia durante o processo. Como a entalpia dos reagentesé menor,para ocorrer a reação, é necessário... Como HP > HR Então, ΔH > 0 REAGENTE PRODUTO A B ENTALPIA CAMINHO DA REAÇÃO A → B ...absorção de calor HR HP + calor
  • 21. HP HR Como a entalpia dos reagentes é maior, sempre que ocorrer a reação, acontecerá... O sinal negativode ΔH indica que houve liberação de energia durante o processo. REAGENTE PRODUTO A B ENTALPIA CAMINHO DA REAÇÃO B → A ...liberaçãode calor ΔH = HP - HR Como HR > HP Então, ΔH < 0 + calor
  • 22.
  • 23.
  • 24. VARIAÇÃODE ENTALPIA NAS MUDANÇAS DE ESTADOS FÍSICOS Sólido Líquido Gasoso As moléculas movimentam-se rapidamente Possuem alta energia As moléculas estão muito próximas, dificultando seus movimentos Possuem baixa energia Possuem energia intermediária Sentido endotérmico das mudanças de estados FUSÃO EBULIÇÃO Sentido exotérmico das mudanças de estados Sentido exotérmico das mudanças de estados SOLIDIFICAÇÃO CONDENSAÇÃO
  • 25. O cano que fica no congelador contém um líquido que geralmente é o tetrafluoretano, CF3CH2F) que evapora absorvendo o calor do interior da geladeira, pois a passagem de líquido para vapor ocorre com absorção de calor. Ao passar por um compressor, o vapor torna-se líquido novamente, liberando o calor para o meio ambiente ao circular pela tubulação da parte de trás da geladeira, pois a passagem de vapor para líquido ocorre com liberação de calor.
  • 26.
  • 27. Para a equação de decomposição da água oxigenada, temos: para escrevermos uma equação termoquímica, deveremos: • balancear a equação; • Indicar os estados físicos; • Revelar o ΔH da reação. H2O2 → H2O + O2 2 2 1 (aq) (l) (g) ΔH = - 196 kJ/mol
  • 28. Estado padrão de uma substância corresponde ao seu estado físico e alotrópico mais estável nas condições ambientes (25 °C e 1 atm); ENTALPIA PADRÃO (H°) É a entalpia de uma substância no seu estado padrão; ➢Por convenção, toda substância simples no estado padrão possui entalpia igual a zero. • H° (Substância simples) = 0
  • 29. Substância Fórmula/Estado Físico ΔHf° (kJ/mol) Gás carbônico CO2(g) -394 Gás acetileno C2H2(g) +227 Etanol C2H5OH(l) -278 Água H2O(l) -286 Cloreto de hidrogênio HCl(g) -92,5 Peróxido de hidrogênio H2O2(l) -188 Cloreto de sódio NaCl (s) -413 Amônia NH3(g) -46 Ácido acético CH3COOH(l) -487
  • 30. ENTALPIA DE FORMAÇÃO • Calor liberado ou absorvido na formação de 1 mol de uma substância a partir de substâncias simples, no estado padrão (com H° = 0). 1 H2(g) + 1/2 O2 (g) → 1 H2O (l) ΔH = -286 kJ/mol • Dessa forma, uma tabela de entalpias-padrão de formação pode ser construída; • Como nem todas as equações químicas possuem seus valores de ΔH determinados, usamos:   −  =  REAG PROD f f reação H H H
  • 31. • Usando as informações sobre as entalpias de formação da tabela anterior e sabendo que 2 H2O2 → 2 H2O + O2 H = [2 . (-286) + 1 . 0] – [ 2 . (-188)] = -572 + 376 = - 196 kJ/mol   −  =  REAG PROD f f reação H H H e Então...
  • 32. ENTALPIA DE COMBUSTÃO • É a energia liberada na combustão completa de 1 mol de uma substância no estado padrão; • As reações de combustão são aquelas em que um combustível reage com o gás oxigênio (comburente); • Todas as reações de combustão possuem entalpia negativa (ΔH < 0); • A variação de entalpia na combustão pode ser chamada de entalpia de combustão, ΔH de combustão, calor de combustão ou entalpia-padrão de combustão.
  • 33. • É a energia absorvida na quebra de 1 mol de ligações, no estado gasoso, a 25 °C e 1 atm; • Nos Reagentes acontecem quebras de ligações → assim, o processo é ENDOTÉRMICO → ou seja, ΔH > 0; • Nos Produtos acontecem formações de ligações → então, o processo é EXOTÉRMICO → ou seja, ΔH < 0; • Para determinar a variação de entalpia da reação, somamos todas as entalpias das ligações (quebradas e formadas):
  • 34. O 1,2-dicloroetano pode ser obtido pela reação de adição de gás cloro, Cl2(g), ao eteno C2H4(g), conforme mostra a equação abaixo: ΔH ligações rompidas nos reagentesé a energia absorvida (+)no rompimento das seguintesligações: = 4 x (+98,8 kcal) = 1 x (+146,8 kcal) = 1 x (+58,0 kcal) ΔH ligações rompidas nos reagentes= +600 kcal ΔH ligações formadas nos produtos:é a energia liberada (–) na formação das seguintesligações: = 2 x (–78,2 kcal) = 4 x (–98,8 kcal) = 1 x (–82,9 kcal) ΔH ligações formadas nos produtos= –634,5 kcal
  • 35. ΔHreação = 600 + (–634,5) ΔH reação = –34,5 kcal A variação de entalpia da reação de obtenção do 1,2-dicloroetano a partir da adição de cloro ao etenoé igual a –34,5 kcal/mol, um processo exotérmico.
  • 37. SUA VEZ DE PRATICAR
  • 38. SUA VEZ DE PRATICAR
  • 39. A Lei de Hess afirma que se uma equação química puder ser escrita como a soma de 2 ou mais etapas, a variação de entalpia da equação global é igual à soma das variações de entalpia das etapas.
  • 40. M → C D + B →M + K A + K →D A variação de entalpia (H) de uma reação é sempre a mesma, independentemente donúmerode etapas em que tenhaque ocorrer. A + B → C D → A + K D + B→ M + K M → C Deveremoscalcular o H da equação H = ? H1 H2 H3 A partir das equações... Que deverãoficar... -H1 H2 H3 A B + → C + H = – H1 + H2 + H3 Somamosas equações... Obtemos: E a entalpia é calculada como QUÍMICA, 2º Ano do Ensino Médio Entalpia das Reações Químicas
  • 41. VAMOS PRATICAR A partir das entalpias padrão das reações de oxidação do ferro dadas abaixo: Fe(s) + ½ O2(g) → FeO(s); ΔH° = – 64 kcal /mol 2 Fe (s) + 3/2 O2 (g) → Fe2O3 (s); ΔH° = – 196 kcal/mol Determine a quantidade de calor liberada a 298 K e 1 atm na reação: 2 FeO (s) + ½ O2 (g) → Fe2O3 (s)
  • 42. Fe(s) + ½ O2 (g) → FeO (s) 2 Fe (s) + 3/2 O2 (g) → Fe2O3 (s) Deveremoscalcular o H da equação 2 FeO (s) + ½ O2 (g) → Fe2O3 (s) A partir das equações... Que deverãoficar... Somamosas equações... Obtemos: E a entalpia é calculada como 2 FeO(s) → 2 Fe(s) + 1 O2(g) 2 Fe (s) + 1,5 O2 (g) → Fe2O3(s) x (-2) ΔH° = – 196 ΔH° = + 128 + 2 FeO (s) ½ O2 (g) → Fe2O3 (s) + ΔH = - 196 + 128 = -68 kcal/mol VAMOS PRATICAR
  • 43. Lembre-se... “Se amanhã é depois de hoje e hoje é o futuro de ontem, se viver no passado é o mesmo que viver o futuro de um passado mais antigo ainda, então não viva em um futuro que ainda não foi vivido...” Autor Desconhecido