ProfProfoo
.: Manoel.: Manoel
AfonsoAfonso
TermoquímicaTermoquímica
Observe os fenômenos abaixo:
A madeira ao queimar
LIBERA
energia na forma de
CALOR
O gelo para fundir
ABSORVE
energia na f...
Absorvem calor do
meio ambiente
Liberam calor para o
meio ambiente
Calorímetros  Aparelhos  Medir  Quantidade de calor em uma transformação
1 Kcal = 1000 cal
1 cal = 4,18 J
QCEDIDO = QRECEBIDO
Q = m . c . ∆T
m = massa da substância (g)
c = calor específico da substância (cal/g.o
C)
∆T = variaçã...
01) Considere as seguintes transformações que ocorrem em uma vela
acesa:
I. Solidificação da parafina que escorre da vela....
02) Ao se dissolver uma determinada quantidade de cloreto
de amônio em água a 25°C, obteve-se uma solução cuja
temperatura...
03) (UFMG – 2002) Ao se sair molhado em local aberto, mesmo em dias quentes,
sente-se uma sensação de frio. Esse fenômeno ...
04) (Unesp-SP) Em uma cozinha, estão ocorrendo os seguintes processos:
I. Gás queimando em uma das “bocas” do fogão.
II. Á...
Toda espécie química possui uma energia,
que quando medida à
pressão constante, é chamada de
ENTALPIA (H)
Não é possível c...
ENTALPIA (H)
Caminho da reação
REAGENTES
PRODUTOS
ΔH < 0
ΔH = H final – H inicial
HR
HP
ENTALPIA (H)
Caminho da reação
REAGENTES
PRODUTOS
ΔH > 0
ΔH = H final – H inicial
HR
HP
01) Considere o gráfico a seguir:
Kcal
Caminho da reação
A + B
C + D
25
40
É correto afirmar que:
São feitas as afirmações...
O calor pode ser representado
como parte integrante da reação
ou
na forma de variação de entalpia
2 NH3(g) N2(g) + 3 H2(g) - 92,2 KJ
2 NH3(g) N2(g) + 3 H2(g) ΔH = + 92,2 KJ
2 NH3(g) + 92,2 KJ N2(g) + 3 H2(g)
N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g) + 92,2 KJ
N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g) ΔH = – 92,2 KJ
N2(g) + 3 H2(g) - 92,2 KJ 2 NH3(g)
Compressa de emergência
CaCl2(S) + aq  CaCl2(aq.) ∆H = -19,8Kcal
NH4NO3(S) + aq.  NH4NO3(aq.) ∆H = +6,3Kcal
01) Reação exotérmica é aquela na qual:
1 - há liberação de calor.
2 - há diminuição de energia.
3 – a entalpia dos reagen...
03) (UEL-PR- Modelo Enem) As bolsas térmicas consistem, geralmente, de
dois invólucros selados e separados, onde são armaz...
É a equação química que indica a variação de entalpia da reação,
os estados físicos das substâncias
e as condições de temp...
QUANTIDADES DAS ESPÉCIES QUÍMICAS
H2 (g) + 1/2 O2 (g) H2O ( l ) ΔH = – 286 KJ
2 H2 (g) + O2 (g) 2 H2O ( l ) ΔH = – 572 KJ
ESTADO FÍSICO DOS
REAGENTES E DOS PRODUTOS
H2 (g) + 1/2 O2 (g) H2O ( s ) H = – 293
KJ
H2 (g) + 1/2 O2 (g)
H2O ( l )
H = – ...
H2O ( s )
H2 (g) + 1/2 O2 (g)
H2O ( l )
H2O ( v )
ΔH3 = – 293 KJ
ΔH2 = – 286 KJ
ΔH1 = – 243 KJ
1
2
3
ENTALPIA
caminho da r...
ESTADO ALOTRÓPICO
C(grafite) + O2 (g) CO2(g) ΔH = – 393,1
KJ
C(diamante) + O2 (g) CO2(g) ΔH = – 395,0
KJ
ENTALPIA
caminho ...
Observações:
Se a equação termoquímica
em um sentido for endotérmica, no sentido contrário será exotérmica
Quando não cita...
01) Considere a reação representada pela equação termoquímica:
N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g) ΔH = – 22 kcal
São feitas as segui...
ESTADO PADRÃO DOS ELEMENTOS
E DOS COMPOSTOS QUÍMICOS
Um elemento químico ou composto se encontra no
ESTADO PADRÃO
quando s...
Quando a substância é SIMPLES
e se encontra no estado padrão sua entalpia será igual a
ZERO
Assim, no estado padrão, terão...
É a variação de entalpia envolvida
na formação de 1 mol da substância, a partir
das substâncias simples correspondentes,
c...
Podemos calcular a
variação de entalpia de uma reação
a partir das entalpias de formação das substâncias que
participam da...
01) (UEL-PR) Considere as seguintes entalpias de formação em kj/mol:
Al2O3(s) = – 1670; MgO(s) = – 604.
Com essas informaç...
02) Sendo o ∆H de formação do óxido de ferro (II) igual a – 64,04 kcal/mol e o ∆H
de formação do óxido de ferro (III) igua...
03) O gás hidrogênio pode ser obtido pela reação abaixo equacionada:
A entalpia da reação a 25°C e 1 atm, é igual a:
Ental...
04)(UFMA) De acordo com a equação abaixo e os dados fornecidos,
C2
H2 (g)
+ 5/2 O2 (g)
 2 CO2 (g)
+ H2
O (l)
Dados: ΔH = ...
É a energia liberada na combustão completa
de 1 mol de uma determinada substância,
com todas as substâncias envolvidas
na ...
01) O calor liberado na combustão de um mol de metano é 212 Kcal.
Quando 80 g de metano são queimados, a energia liberada ...
02)(UFJF – MG) A entalpia de combustão completa da sacarose, C12
H22
O11(s)
,
é – 5635 kj/mol a 25ºC e 1 atm, sendo CO2 (g...
É a variação de entalpia(quantidade de calor liberada) verificada na
neutralização de 1 equivalente-grama de uma base com ...
É a energia envolvida (absorvida)
na quebra de 1 mol de determinada ligação química,
supondo todas no estado gasoso, a 25°...
01) São dadas as seguintes energias de ligação:
Ligação Energia (kj/mol)
H – Cl
H – F
Cl – Cl
F – F
431,8
563,2
242,6
153,...
02) Com base na tabela abaixo, determine a variação de entalpia da
reação seguinte:
3 Cl2 + 2 NH3  6 HCl + N2
N – H 93 kc...
03) Na reação representada pela equação abaixo, sabe-se que a
energia da ligação C – H é igual a 98,8 kcal/mol. O valor da...
04)(UNI – RIO) O gás cloro (Cl2
) amarelo-esverdeado é altamente tóxico. Ao ser
inalado, reage com a água existente nos pu...
C(grafite) + O2 (g) CO2(g) ΔH = – 393,3 KJ
C(grafite) + O2 (g)
ΔH2 = – 283,0 KJ
caminho direto
CO2(g)
ΔH1 = – 110,3 KJ
est...
Estas observações foram feitas por
Germain Henry Hess
e, ficou conhecida como
LEI DE HESS
As reações químicas
podem ocorre...
01) Considere as afirmações abaixo, segundo a lei de Hess.
I. O calor de reação depende apenas dos estados inicial e final...
02) (EEM – SP) Ao final do processo de fabricação do ácido sulfúrico (H2
SO4
),
obtém-se uma espécie oleosa e densa conhec...
S8 (s)
+ 12 O2 (g)
+ 8 H2
SO4 (l)
 8 H2
S2
O7 (l)
Repetimos a equação ( I ):
I. S8 (s)
+ 8 O2 (g)
 8 SO2 (g)
ΔH = – 2375...
03) (Covest ) A partir das entalpias padrão das reações de oxidação do
ferro dadas abaixo:
Fe(s) + O2(g) FeO(s)
2 Fe(s) + ...
04) A partir das equações termoquímicas:
H2 (g) + 1/2 O2 (g)  H2O ( l ) ΔH = – 286 KJ
H2 (g) + 1/2 O2 (g)  H2O ( v ) ΔH ...
05) Considere as seguintes equações termoquímicas hipotéticas:
A + B  C
D + B  C
A  D
ΔH = – 20,5 kcal
ΔH = – 25,5 kcal...
06) Aplicando a lei de Hess, determine a variação de entalpia da reação
abaixo:
3 C(grafite) + 4 H2(g)  C3H8(g)
Conhecend...
07) (Covest) A gasolina, que contém octano como um componente, pode
produzir monóxido de carbono, se o fornecimento de ar ...
A entropia ou função “S” foi introduzida em 1865 por Clausius e é uma grandeza
termodinâmica que mede a organização de um ...
Uma observação mais cuidadosa dos fatos leva a concluir que há
uma tendência normal na natureza de um sistema camanhar
esp...
Ex.: Calcule a variação de entropia da reação H2(g) + I2(g)  2HI(g) a 250
C,
Sabendo que, nessa temperatura, as entropias...
Energia livre  ∆G = ∆H – T.∆S
∆G > 0  O processo é não espontânea
∆G = 0  O sistema está em equilíbrio
∆G < 0  O proce...
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  1. 1. ProfProfoo .: Manoel.: Manoel AfonsoAfonso TermoquímicaTermoquímica
  2. 2. Observe os fenômenos abaixo: A madeira ao queimar LIBERA energia na forma de CALOR O gelo para fundir ABSORVE energia na forma de CALOR O calor envolvido nas transformações é estudado pela TERMOQUÍMICA
  3. 3. Absorvem calor do meio ambiente Liberam calor para o meio ambiente
  4. 4. Calorímetros  Aparelhos  Medir  Quantidade de calor em uma transformação 1 Kcal = 1000 cal 1 cal = 4,18 J
  5. 5. QCEDIDO = QRECEBIDO Q = m . c . ∆T m = massa da substância (g) c = calor específico da substância (cal/g.o C) ∆T = variação da temperatura Água c = 1 cal/g0 C  Qágua = m . ∆T Água c = 1 cal/g0 C  Qágua = (m + K) . ∆T Bomba calorimétrica  Volume CTE  calor a V CTE QP = QV – T(trabalho de expansão)
  6. 6. 01) Considere as seguintes transformações que ocorrem em uma vela acesa: I. Solidificação da parafina que escorre da vela. II. Queima da parafina. III. Vaporização da parafina. Dessas transformações, APENAS: a) I é endotérmica. b) II é endotérmica. c) III é endotérmica. d) I e II são endotérmicas. e) II e III são endotérmicas. EXOTÉRMICA EXOTÉRMICA ENDOTÉRMICA SÓLIDO LÍQUIDO GASOSO fusão vaporização solidificação condensação ressublimação sublimação
  7. 7. 02) Ao se dissolver uma determinada quantidade de cloreto de amônio em água a 25°C, obteve-se uma solução cuja temperatura foi de 15°C. A transformação descrita caracteriza um processo do tipo: a) atérmico. b) adiabático. c) isotérmico. d) exotérmico. e) endotérmico.
  8. 8. 03) (UFMG – 2002) Ao se sair molhado em local aberto, mesmo em dias quentes, sente-se uma sensação de frio. Esse fenômeno está relacionado com a evaporação da água que, no caso, está em contato com o corpo humano. Essa sensação de frio explica-se CORRETAMENTE pelo fato de que a evaporação da água a) é um processo endotérmico e cede calor ao corpo. b) é um processo endotérmico e retira calor do corpo. c) é um processo exotérmico e cede calor ao corpo. d) é um processo exotérmico e retira calor do corpo. e) é um processo atérmico e não troca calor com o corpo.
  9. 9. 04) (Unesp-SP) Em uma cozinha, estão ocorrendo os seguintes processos: I. Gás queimando em uma das “bocas” do fogão. II. Água fervendo em uma panela que se encontra sobre esta “boca” do fogão. Com relação a esses processos, pode-se estimar que: a) I e II são exotérmicos. b) I é exotérmico e II é endotérmico. c) I é endotérmico e II é exotérmico. d) I é isotérmico e II é exotérmico. e) I é endotérmico e II é isotérmico.
  10. 10. Toda espécie química possui uma energia, que quando medida à pressão constante, é chamada de ENTALPIA (H) Não é possível calcular a entalpia de um sistema, e sim a sua variação ( ΔH ) ΔH = H final – H inicial
  11. 11. ENTALPIA (H) Caminho da reação REAGENTES PRODUTOS ΔH < 0 ΔH = H final – H inicial HR HP
  12. 12. ENTALPIA (H) Caminho da reação REAGENTES PRODUTOS ΔH > 0 ΔH = H final – H inicial HR HP
  13. 13. 01) Considere o gráfico a seguir: Kcal Caminho da reação A + B C + D 25 40 É correto afirmar que: São feitas as afirmações: I. A entalpia dos produtos é de 40 kcal II. A reação absorve 15 kcal III. A reação direta é exotérmica IV. A variação de entalpia é de 15 kcal c) Apenas I, II e IV são verdadeiras. d) Apenas I, II e III são verdadeiras. e) Apenas III é verdadeira. a) Apenas I é verdadeira. b) Apenas I e II são verdadeiras. VERDADEIRA ΔH= HR40 –HP 2515 kcal VERDADEIRA FALSA VERDADEIRA
  14. 14. O calor pode ser representado como parte integrante da reação ou na forma de variação de entalpia
  15. 15. 2 NH3(g) N2(g) + 3 H2(g) - 92,2 KJ 2 NH3(g) N2(g) + 3 H2(g) ΔH = + 92,2 KJ 2 NH3(g) + 92,2 KJ N2(g) + 3 H2(g)
  16. 16. N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g) + 92,2 KJ N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g) ΔH = – 92,2 KJ N2(g) + 3 H2(g) - 92,2 KJ 2 NH3(g)
  17. 17. Compressa de emergência CaCl2(S) + aq  CaCl2(aq.) ∆H = -19,8Kcal NH4NO3(S) + aq.  NH4NO3(aq.) ∆H = +6,3Kcal
  18. 18. 01) Reação exotérmica é aquela na qual: 1 - há liberação de calor. 2 - há diminuição de energia. 3 – a entalpia dos reagentes é maior que a dos produtos. 4 - a variação de entalpia é negativa. Estão corretos os seguintes complementos: a) somente 1. b) somente 2 e 4. c) somente 1 e 3. d) somente 1 e 4. e) 1, 2, 3 e 4. V V V V
  19. 19. 03) (UEL-PR- Modelo Enem) As bolsas térmicas consistem, geralmente, de dois invólucros selados e separados, onde são armazenadas diferentes substâncias químicas. Quando a camada que separa os dois invólucros é rompida, as substâncias neles contidas misturam-se e ocorre o aquecimento ou o resfriamento. A seguir, estão representadas algumas reações químicas que ocorrem após o rompimento da camada que separa os invólucros com seus respectivos ΔH. I. CaO + SiO2 (g)  CaSiO3 (s) ΔH = – 89,5 kj/mol II. NH4 NO3 (s) + H2 O (l)  NH4 + (aq) + NO3 – (aq) ΔH = + 25,69 kj/mol III. CaCl2 (s) + H2 O (l)  Ca2+ (aq) + 2 Cl– (aq) ΔH = – 82,80 kj/mol Analise as reações e os valores correspondentes de ΔH e indique a alternativa que correlaciona, adequadamente, as reações com as bolsas térmicas quentes ou frias. a) I. fria, II. quente, III. Fria. b) I. quente, II. fria, III. quente. c) I. fria. II. fria, III. fria. d) I. quente, II. quente, III. Fria. e) I. quente, II. quente, III. quente.
  20. 20. É a equação química que indica a variação de entalpia da reação, os estados físicos das substâncias e as condições de temperatura e pressão em que a mesma se processa EQUAÇÃO TERMOQUÍMICAEQUAÇÃO TERMOQUÍMICA 2 H2 (g) + O2 (g) 2 H2O ( l ) ΔH = – 572 KJ (25°C , 1 atm)
  21. 21. QUANTIDADES DAS ESPÉCIES QUÍMICAS H2 (g) + 1/2 O2 (g) H2O ( l ) ΔH = – 286 KJ 2 H2 (g) + O2 (g) 2 H2O ( l ) ΔH = – 572 KJ
  22. 22. ESTADO FÍSICO DOS REAGENTES E DOS PRODUTOS H2 (g) + 1/2 O2 (g) H2O ( s ) H = – 293 KJ H2 (g) + 1/2 O2 (g) H2O ( l ) H = – 286 KJ H2 (g) + 1/2 O2 (g) H2O (v) ∆H = – 243 KJ
  23. 23. H2O ( s ) H2 (g) + 1/2 O2 (g) H2O ( l ) H2O ( v ) ΔH3 = – 293 KJ ΔH2 = – 286 KJ ΔH1 = – 243 KJ 1 2 3 ENTALPIA caminho da reação
  24. 24. ESTADO ALOTRÓPICO C(grafite) + O2 (g) CO2(g) ΔH = – 393,1 KJ C(diamante) + O2 (g) CO2(g) ΔH = – 395,0 KJ ENTALPIA caminho da reação C(grafite) + O2(g) C(diamante) + O2(g) CO2(g) ΔH = – 393,1 KJ ΔH = – 395,0 KJ
  25. 25. Observações: Se a equação termoquímica em um sentido for endotérmica, no sentido contrário será exotérmica Quando não citamos os valores da pressão e da temperatura é porque correspondem as condições ambientes
  26. 26. 01) Considere a reação representada pela equação termoquímica: N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g) ΔH = – 22 kcal São feitas as seguintes afirmações: I. A quantidade de energia liberada será maior se o produto obtido for dois mols de NH3 no estado líquido. V II. A decomposição de 6,8g de NH3 gasoso absorve 4,4 kcal. III. A entalpia de formação da amônia é de – 11 kcal/mol. Quais são corretas? a) apenas I. b) apenas I e II. c) apenas I e III. d) apenas II e III. e) I, II e III. A energia liberada aumenta no sentido: GASOSO, LÍQUIDO e SÓLIDO 2 x 17 g absorve 22 kcal 6,8 g absorve x kcal Então “ x = 4,4 kcal V a formação de 2 mol libera 22 kcal a formação de 1 mol libera 11 kcal V
  27. 27. ESTADO PADRÃO DOS ELEMENTOS E DOS COMPOSTOS QUÍMICOS Um elemento químico ou composto se encontra no ESTADO PADRÃO quando se apresenta em seu estado (físico, alotrópico ou cristalino) mais comum e estável, a 25°C e 1 atm de pressão C(grafite) O2(g) CO2(g) H2O ( l )
  28. 28. Quando a substância é SIMPLES e se encontra no estado padrão sua entalpia será igual a ZERO Assim, no estado padrão, terão entalpias iguais a ZERO Carbono grafite Oxigênio Fósforo vermelho Enxofre rômbico Nitrogênio (N2) Prata (Ag)
  29. 29. É a variação de entalpia envolvida na formação de 1 mol da substância, a partir das substâncias simples correspondentes, com todas as espécies no estado padrão H2 (g) + 1/2 O2 (g) H2O ( l ) ΔH = – 286 KJ N2(g) + 3 H2(g) NH3(g) ΔH = – 11 kcal22 1
  30. 30. Podemos calcular a variação de entalpia de uma reação a partir das entalpias de formação das substâncias que participam da reação pela fórmula: ΔH = H final – H inicial
  31. 31. 01) (UEL-PR) Considere as seguintes entalpias de formação em kj/mol: Al2O3(s) = – 1670; MgO(s) = – 604. Com essas informações, pode-se calcular a variação da entalpia da reação representada por: 3 MgO (s) + 2 Al (s)  3 Mg (s) + Al2O3 (s) Seu valor é igual a: a) – 1066 kj. b) – 142 kj. c) + 142 kj. d) + 1066 kj. e) + 2274 kj. ΔH = H final – H inicial ΔH = [1 x (– 1670)] – [(3 x (– 604)] ΔH = (– 1670) – (– 1812) ΔH = – 1670 + 1812 ΔH = + 142 kJ
  32. 32. 02) Sendo o ∆H de formação do óxido de ferro (II) igual a – 64,04 kcal/mol e o ∆H de formação do óxido de ferro (III) igual a – 196,5 kcal/mol, o ∆H da reação abaixo será: 2 FeO + 1/2 O2  Fe2O32 FeO + 1/2 O2  Fe2O3 ΔH = H final – H inicial ΔH = [ 1 x (– 196,5) ] – [2 x (– 64,04)] a) – 68,4 kcal/mol. b) + 68,4 kcal/mol. c) – 132,5 kcal/mol. d) + 132,5 kcal/mol. e) – 260,5 kcal/mol ΔH = (– 196,5) – (– 128,04) ΔH = – 196,5 + 128,04 ΔH = – 68,42 kcal
  33. 33. 03) O gás hidrogênio pode ser obtido pela reação abaixo equacionada: A entalpia da reação a 25°C e 1 atm, é igual a: Entalpias de formação em kj/mol, CH4 = – 75; H2O = – 287; CO = – 108. CH4 (g) + H2O (V)  CO (g) + 3 H2 (g)CH4 (g) + H2O (V)  CO (g) + 3 H2 (g) a) + 254 kj. b) – 127 kj. c) – 479 kj. d) + 508 kj. e) – 254 kj. ΔH = H final – H inicial ΔH = [1 x (– 108)] – [1 x (– 75 + 1 x (– 287)] ΔH = (– 108) – [– 75 – 287] ΔH = (– 108) – (– 362) ΔH = – 108 + 362 ΔH = 254 kj
  34. 34. 04)(UFMA) De acordo com a equação abaixo e os dados fornecidos, C2 H2 (g) + 5/2 O2 (g)  2 CO2 (g) + H2 O (l) Dados: ΔH = + 226,5 kj/mol (C2 H2 (g) ) ΔH = – 393,3 kj/mol (CO2 (g) ) ΔH = – 285,5 kj/mol (H2 O (l) ) Indique qual o valor da entalpia-padrão de combustão do acetileno, C2 H2 , em kj/mol. a) + 1298,6. b) – 1298,6. c) – 905,3. d) + 905,3. e) – 625,8. ΔH = H final – H inicial ΔH = [2 x (– 393,3) + 1 x (– 285,5) – [ (+ 226,5)] ΔH = – 786,6 – 285,5 – 226,5 ΔH = – 1298,6 kj/mol
  35. 35. É a energia liberada na combustão completa de 1 mol de uma determinada substância, com todas as substâncias envolvidas na combustão, no estado padrão H2 (g) + 1/2 O2 (g) H2O ( l ) ΔH = – 68 KJ C(grafite) + O2 (g) CO2(g) ΔH = – 393,1 KJ
  36. 36. 01) O calor liberado na combustão de um mol de metano é 212 Kcal. Quando 80 g de metano são queimados, a energia liberada é: Dados: C = 12 u.; H = 1 u CH4 + 2 O2  CO2 + 2 H2O a) 1060 Kcal. b) 530 Kcal. c) 265 Kcal. d) 140 Kcal. e) 106 Kcal. 1 mol de CH4 212 kcal 80 g de CH4 libera x kcal 16 g de CH4 libera CH4 : 12 + 4 x 1 = 16 g 212 80 x 16 = 16 x x = 212 x 80 x = 16960 16 x = 1060 kcal
  37. 37. 02)(UFJF – MG) A entalpia de combustão completa da sacarose, C12 H22 O11(s) , é – 5635 kj/mol a 25ºC e 1 atm, sendo CO2 (g) e H2 O (l) os únicos produtos da reação. Utilizando esses dados e sabendo que ΔHf = – 394 kj/mol (CO2(g)) e ΔHf = – 286 kj/mol (H2 O(l) ), responda às seguintes questões. a) A reação de combustão da sacarose é exotérmica ou endotérmica? EXOTÉRMICA b) Escreva a equação química balanceada da reação de combustão da sacarose sólida. ___ C12 H22 O11(s) + ___ O2 (g)  ___ CO2 (g) + ___ H2 O (l) 1 1212 c) Calcule a entalpia de formação da sacarose sólida, a 25ºC e 1 atm. ΔH = H final – H inicial – 5635 = [12 x (– 394) + 11 x (– 286)] – [ ΔHf ] – 5635 = – 4728 – 3146 – ΔHf ΔHf = 5635 – 7874 ΔHf = – 2239 kj/mol 11
  38. 38. É a variação de entalpia(quantidade de calor liberada) verificada na neutralização de 1 equivalente-grama de uma base com 1 equivalente-grama de um ácido, supondo todas as substâncias em diluição total ou infinita, a 250 C e 1 atm. HCl(aq)+NaOH(aq)NaCl(aq)+H2O ΔH=–13,84 Kcal/Mol Ácido e base fortes a entalpia de neutralização é CTE e vale ΔH=-13,8 Kcal / eq-g
  39. 39. É a energia envolvida (absorvida) na quebra de 1 mol de determinada ligação química, supondo todas no estado gasoso, a 25°C e 1 atm A quebra de ligações será sempre um processo ENDOTÉRMICO H – H (g) 2 H (g) ΔH = + 435,5 KJ/mol
  40. 40. 01) São dadas as seguintes energias de ligação: Ligação Energia (kj/mol) H – Cl H – F Cl – Cl F – F 431,8 563,2 242,6 153,1 Com os dados fornecidos é possível prever que a reação Com os dados fornecidos é possível prever que a reação tem variação de entalpia, em kj, da ordem de: 2 HCl (g) + F2 (g)  2 HF (g) + Cl2 (g) Ligação Energia (kj/mol) ) – 584,9, sendo endotérmica. ) – 352,3, sendo exotérmica. ) – 220,9, sendo endotérmica. ) + 220,9, sendo exotérmica. ) + 352,3, sendo endotérmica. 2 H – Cl + F – F  2 H – F + Cl – Cl 2 X 431,8 + 1 X 153,1 863,6 + 153,1 + 1016,7+ 1016,7 2 X 563,2 + 1 X 242,6 1126,4 + 242,6 – 1369– 1369 ΔH = 1016,7 – 1369 = – 352,3 kj= – 352,3 kj
  41. 41. 02) Com base na tabela abaixo, determine a variação de entalpia da reação seguinte: 3 Cl2 + 2 NH3  6 HCl + N2 N – H 93 kcal/mol H – Cl 103 kcal/mol N N 225 kcal/mol Cl – Cl 58 kcal/mol ≡ Cl – Cl3 + 2 N – H H H H – Cl6 3 x 174 + 558 + N N≡ 58 + 936 x + 732 kcal 1036 x + 225 618 + 225 – 843 kcal ΔH = (+ 732) + (– 843) ΔH = – 111 kcal
  42. 42. 03) Na reação representada pela equação abaixo, sabe-se que a energia da ligação C – H é igual a 98,8 kcal/mol. O valor da ligação C = C, em kcal/mol, é:  2 C(g) + 4 H(g) ΔH = + 542 kcal/mol a) 443,2 kcal/mol. b) 146,8 kcal/mol. c) 344,4 kcal/mol. d) 73,4 kcal/mol. e) 293,6 kcal/mol. C2 H4(g)C = C – H H H – H 4 x 98,8= 542+x x + 395,2 = 542 x = 542 – 395,2 x = + 146,8 kcal
  43. 43. 04)(UNI – RIO) O gás cloro (Cl2 ) amarelo-esverdeado é altamente tóxico. Ao ser inalado, reage com a água existente nos pulmões, formando ácido clorídrico (HCl), um ácido forte, capaz de causar graves lesões internas, conforme a seguinte reação: Cl – Cl + H – O – H  H – Cl + H – O – Cl ou Cl2(g) + H2 O(g)  HCl(g) + HClO(g) Ligação Energia de ligação (kj/mol) Cl – Cl 243 H – O 464 Ligação Energia de ligação (kj/mol) H – Cl 431 C l – O 205 Utilizando os dados constantes na tabela anterior, marque a opção que contém o valor correto da variação de entalpia verificada, em kj/mol. a) + 104. b) + 71. c) + 52. d) – 71. e) – 104. Cl – Cl + H – O – H  H – Cl + H – O – Cl 1 x 243 + 2 x 464 243 + 928 + 1171 kj 1 x 431 + 1 x 464 + 1 x 205 431 + 464 + 205 – 1100 kj ΔH = 1171 – 1100 ΔH = + 71 kj/mol
  44. 44. C(grafite) + O2 (g) CO2(g) ΔH = – 393,3 KJ C(grafite) + O2 (g) ΔH2 = – 283,0 KJ caminho direto CO2(g) ΔH1 = – 110,3 KJ estado inicial estado final CO(g) + 1/2 O2 (g) estado intermediário Observe que: ΔH1 + ΔH2 = ΔH (– 110,3) + (– 283,0) = – 393,3 KJ
  45. 45. Estas observações foram feitas por Germain Henry Hess e, ficou conhecida como LEI DE HESS As reações químicas podem ocorrer em várias etapas, porém, verifica-se que sua variação de entalpia depende apenas dos estados inicial e final da mesma
  46. 46. 01) Considere as afirmações abaixo, segundo a lei de Hess. I. O calor de reação depende apenas dos estados inicial e final do processo. II. As equações termoquímicas podem ser somadas como se fossem equações matemáticas. III. Podemos inverter uma equação termoquímica desde que inverta o valor da variação de entalpia. IV. Se o estado final do processo for alcançado por vários caminhos, o valor da variação de entalpia depende dos estados intermediários através dos quais o sistema pode passar. Conclui-se que: a) são verdadeiras as afirmações I e II. b) são verdadeiras as afirmações II e III. c) são verdadeiras as afirmações I, II e III. d) todas são verdadeiras. e) todas são falsas. VV VV VV FF XX
  47. 47. 02) (EEM – SP) Ao final do processo de fabricação do ácido sulfúrico (H2 SO4 ), obtém-se uma espécie oleosa e densa conhecida como óleum (H2 S2 O7 ), que consiste em ácido sulfúrico saturado com trióxido de enxofre (SO3 ). A equação global pode ser representada por: S8 (s) + 12 O2 (g) + 8 H2 SO4 (l)  8 H2 S2 O7 (l) As etapas envolvidas no processo são: Calcule o ΔH de reação da obtenção do óleum. I. S8 (s) + 8 O2 (g)  8 SO2 (g) ΔH = – 2375 kj/mol II. SO2 (g) + 1 /2 O2 (g)  SO3 (g) ΔH = – 100 kj/mol III. SO3 (g) + H2 SO4 (l)  H2 S2 O7 (l) ΔH = – 130 kj/mol
  48. 48. S8 (s) + 12 O2 (g) + 8 H2 SO4 (l)  8 H2 S2 O7 (l) Repetimos a equação ( I ): I. S8 (s) + 8 O2 (g)  8 SO2 (g) ΔH = – 2375 kj/mol II. SO2 (g) + 1/2 O2 (g)  SO3 (g) ΔH = – 100 kj/mol III. SO3 (g) + H2 SO4 (l)  H2 S2 O7 (l) ΔH = – 130 kj/mol S8 (s) + 8 O2 (g)  8 SO2 (g) ΔH = – 2375 kj/mol Multiplicamos a equação ( II ) por “ 8 “ : 8 SO2 (g) + 4 O2 (g)  8 SO3 (g) ΔH = – 800 kj/mol Multiplicamos a equação ( III ) por “ 8 “ : 8 SO3 (g) + 8 H2 SO4 (l)  8 H2 S2 O7 (l) ΔH = – 1040 kj/mol Somamos todas as equações: S8 (s) + 12 O2 (g) + 8 H2 SO4 (l)  8 H2 S2 O7 (l) ΔH = – 4215 kj/mol
  49. 49. 03) (Covest ) A partir das entalpias padrão das reações de oxidação do ferro dadas abaixo: Fe(s) + O2(g) FeO(s) 2 Fe(s) + O2(g) Fe2O3(s) ΔH = – 64 kcal ΔH = – 196 kcal 1 2 2 3 Determine a quantidade de calor liberada a 298 K e 1 atm na reação: 2 FeO(s) + O2(g) Fe2O3(s) 1 2 Devemos inverter e multiplicar por “ 2 ” a primeira equação 2 FeO(s) 2 Fe(s) + O2(g) ΔH = + 128 kcal Devemos repetir a segunda equaçãoSomando as duas equações, teremos: Fe(s) + O2(g) Fe2O3(s) ΔH = - 196 kcal 2 3 2 FeO(s) + 1 2 O2(g) Fe2O3(s) ΔH = - 68 kcal
  50. 50. 04) A partir das equações termoquímicas: H2 (g) + 1/2 O2 (g)  H2O ( l ) ΔH = – 286 KJ H2 (g) + 1/2 O2 (g)  H2O ( v ) ΔH = – 242 KJ É possível prever que na transformação de 2,0 mols de água líquida em vapor d’água haverá: a) liberação de 44 kJ. b) absorção de 44 kJ. c) liberação de 88 kJ. d) absorção de 88 kJ. e) liberação de 99 kJ. Como queremos transformar água líquida em vapor d’água, deveremos: inverter a primeira equação: H2O ( l )  H2 (g) + 1/2 O2 (g) ΔH = + 286 KJ repetir a segunda equação: H2 (g) + 1/2 O2 (g)  H2O ( v ) ΔH = – 242 KJ somar as duas equações: H2O ( l )  H2O (v) ΔH = + 44 KJ Para 2,0 mols serão ABSORVIDOS “ 88 kj “Para 2,0 mols serão ABSORVIDOS “ 88 kj “
  51. 51. 05) Considere as seguintes equações termoquímicas hipotéticas: A + B  C D + B  C A  D ΔH = – 20,5 kcal ΔH = – 25,5 kcal ΔH = ? kcal A variação de entalpia da transformação de A em D será: a) – 5,0 kcal b) + 5,0 kcal c) + 46,0 kcal d) – 46,0 kcal e) – 0,5 kcal A  D ΔH = ? kcal A + B  C ΔH = – 20,5 kcal C  D + B ΔH = + 25,5 kcal A  D ΔH = + 5,0 kcal
  52. 52. 06) Aplicando a lei de Hess, determine a variação de entalpia da reação abaixo: 3 C(grafite) + 4 H2(g)  C3H8(g) Conhecendo-se as seguintes equações termoquímicas: 1) C(grafite) + O2(g)  CO2(g) ΔH = – 94,0 kcal 2) H2(g) + 1/2 O2(g)  H2 O(l) ΔH = – 68,3 kcal 3) C3H8(g)+ 5 O2(g)  3 CO2(g) + 4 H2O(l) ΔH = – 531,1 kcal 3 C(grafite) + 3 O2(g)  3 CO2(g) ΔH = – 282,0 kcal 4 H2(g) + 2 O2(g)  4 H2 O(l) ΔH = – 273,2 kcal 3 CO2(g) + 4 H2O(l) ΔH = + 531,1 kcal C3H8(g)+ 5 O2(g) 3 C(grafite) + 4 H2(g)  C3H8(g) ΔH = – 24,10 kcal
  53. 53. 07) (Covest) A gasolina, que contém octano como um componente, pode produzir monóxido de carbono, se o fornecimento de ar for restrito. A partir das entalpias padrão de reação para a combustão do octano (1) e do monóxido de carbono (2), obtenha a entalpia padrão de reação, para a combustão incompleta de 1 mol de octano líquido, no ar, que produza monóxido de carbono e água líquida. 2 2 2 2 2 2 2 2C C CC H H8 18O O O OO O - 10.942 kj= = - 566,0 kj g g g gg ( ) ( )( ) ( ) ( ) ( )( ) l l1618 25 ∆ ∆ + + +(1) (2) 1 C8H18 + 17/2 O2  8 CO + 9 H2O 1 C8H18 + 25/2 O2  8 CO2 + 9 H2O ΔH = – 5471 kj 8 CO2  8 CO + 4 O2 ΔH = + 2264 kj ΔH = – 3207 kj1 C8H18 + 17/2 O2  8 CO + 9 H2O
  54. 54. A entropia ou função “S” foi introduzida em 1865 por Clausius e é uma grandeza termodinâmica que mede a organização de um sistema. Um sistema organizado apresenta baixa entropia enquanto um sistema desorganizado apresenta elevada entropia. Entropia ou Função “S” de Clausius Observe os seguintes fatos: a) derreter gelo num copo d’água. b) abrir uma torneira que liga dois recipientes sendo um com gás e outro tendo vácuo.
  55. 55. Uma observação mais cuidadosa dos fatos leva a concluir que há uma tendência normal na natureza de um sistema camanhar espontaneamente para uma situação de maior desordem, isto é, para uma situação onde haja uma distribuição cada vez mais uniforme de matéria e energia, no sistema inteiro Aumento de desordem  aumento de entropia ∆S = Sfinal –Sinicial  Sfinal > Sinicial  ∆S> 0 Aumento de ordem  diminuição de entropia ∆S = Sfinal –Sinicial  Sfinal < Sinicial  ∆S< 0
  56. 56. Ex.: Calcule a variação de entropia da reação H2(g) + I2(g)  2HI(g) a 250 C, Sabendo que, nessa temperatura, as entropias padrão são: H2(g): 31,2 cal/K.mol, I2(g): 27,9cal/mol.K, HI(g): 49,3 cal/K.mol.
  57. 57. Energia livre  ∆G = ∆H – T.∆S ∆G > 0  O processo é não espontânea ∆G = 0  O sistema está em equilíbrio ∆G < 0  O processo é espontâneo Ex.:(IME) Calcule o valor da variação da energia livre, a 250 C, para a reação representada a seguir: 2 Na2O2(S) + 2 H2O(l)  4NaOH(S) + O2(g) Dados: Substância Entalpia de formação a 250 C(Kj/mol) S0 a 250 C (J.mol-1 .K- 1 ) H2O(l) - 286,0 69,69 Na2O2(S) -510,9 94,60 NaOH(S) - 426,8 64,18 O2(g) 0 205,00

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