O documento discute conceitos de termoquímica como reações endotérmicas e exotérmicas, entalpia, variação de entalpia e unidades de medição de calor. Ele fornece exemplos de processos endotérmicos e exotérmicos e explica como calcular a variação de entalpia de uma reação química.
2. Termoquímica
Uma caloria é a quantidade de energia ou calor necessária para
elevar a temperatura de 1 grama de água em 1ºC
Conteúdo calorífico
Estuda as trocas de calor associadas as reações químicas ou a
mudança de estado de agregação das substâncias.
3. SISTEMA – É a uma parte específica do universo que
escolhemos para estudar.
ENERGIA – Energia é a capacidade de realizar trabalho, é
tudo o que pode modificar a matéria.
CALOR – Energia que flui de um sistema com temperatura
mais alta para outro com temperatura mais baixa.
→
14. Aborve calor – Processo endotérmico
Libera calor – Processo exotérmico
15. Calor envolvido nas reações químicas
Entalpia (H) é a quantidade de energia que se encontra nas substâncias
e que pode ser alterada mediante reações químicas
É o mesmo que dizer que a variação da entalpia resulta da diferença
entre a entalpia do produto e a entalpia do reagente.
Esse cálculo é feito a partir da seguinte fórmula:
ΔH = Hp – Hr
ΔH = variação de entalpia
Hp = entalpia do produto
Hr = entalpia do reagente
16. Reações endotérmicas
O fornecimento de energia desloca o equilíbrio para a formação de
produtos. Uma vez que este processo absorve calor do meio
Assim, a variação dessa energia (variação de entalpia) possui sinal
positivo (+ΔH)
H2O(Δ) → H2(g) + ½ O2(g) ΔH = +285,5 kJ
São exemplos de processos endotérmicos:
• Ebulição da água;
• Fusão da água;
• Fotossíntese;
17. Reações endotérmicas
Entalpia dos produtos é maior que a
entalpia dos reagentes ao final do
processo devido à absorção de energia,
a variação de entalpia (∆H) será sempre
um valor positivo (∆H > 0). Logo,
podemos afirmar também que Hp > Hr.
18. Reações exotérmicas
A variação de entalpia final é negativa (produtos menos energéticos que
os reagentes) e indica que houve mais liberação de energia, na forma de
calor, para o meio externo que absorção, também sob forma de calor.
C(s) + O2(g) → CO2(g) ΔH = -393 kJ
São exemplos de processos exotérmicos:
• Combustão de álcool, gasolina ou demais derivados de petróleo, bem
como papel e madeira;
• Queima de gás propano;
• Liquefação ou condensação da água.
19. Reações exotérmicas
Entalpia dos reagentes é maior
que a entalpia dos produtos ao
final do processo devido à
liberação de energia, a variação
de entalpia (∆H) será sempre
um valor negativo (∆H < 0).
Logo, podemos afirmar
também que Hp < Hr.
20. Dadas as equações, informe quais são endotérmicas e quais são
exotérmicas: (CNTP)
a) Fe (S) + ½ O2 (g) → FeO (s) ∆H= ─64,04 Kcal
_________________________
b) H2O (ℓ) → H2(g) ½ O2 (g) ∆H= + 68,3 Kcal
_________________________
c) 2 C(graf) +3 H2 (g) → C2H6 (s) ∆H=─20,5 Kcal
_________________________
d) CO2 (g) → C(graf) + O2 (g) ∆H= + 94,14 Kcal
_________________________
e) Ca(S) + C(graf) + 3/2 O2 (g) → CaCO3(s) + 288 Kcal
_________________________
f) CaO(S) + 151,9 Kcal → Ca(s) + ½ O2(g)
_________________________
g) 6CO2 (g) + 6H2O (ℓ) + calor → C6H12O6 (aq) + 6 O2 (g)
_________________________
21. Atividade 1
No inverno o uso da água quente no chuveiro aumenta.
Entretanto, após terminar o banho quente sentimos uma
sensação de frio quando nos afastamos do local.
Essa sensação de frio deve-se ao fato de ocorrer:
a) a liquefação da água, um processo exotérmico.
b) a condensação da água, um processo exotérmico.
c) a sublimação da água, um processo endotérmico.
d) a evaporação da água, um processo endotérmico.
22. Atividade 1 - Correção
Resposta correta: d) a evaporação da água, um processo
endotérmico.
Quando saímos do banho a água que fica no corpo passa pelo
fenômeno de evaporação, ou seja, suas gotículas passam para o
estado gasoso. Esse processo ocorre ao absorver calor da pele, um
processo endotérmico, gerando a sensação de frio.
23. Exercício Resolvido
Observe o diagrama de um processo químico abaixo:
Pode-se afirmar que esse processo é exotérmico ou
endotérmico e qual o valor do ∆H.
ΔH = Hfinal - Hinicial
ΔH = + 400 - (-170)
ΔH = + 570 kJ
É endotérmico, pois houve absorção de calor
e o ΔH é positivo.
24. Atividade 2
Dado o gráfico:
Para uma reação genérica representada pela
equação:
A → B
Qual será o valor da variação de entalpia do
processo?
a) - 50 Kcal
b) - 150 Kcal
c) - 100 Kcal
d) - 250 Kcal
e) - 300 Kcal
25. Atividade 2 - Correção
Dado o gráfico:
Analisando o gráfico, retiramos os seguintes dados:
Hr = 200 Kcal
Hp = 100 Kcal
Basta aplicar a fórmula do ΔH para calculá-lo:
ΔH = Hp – Hr
ΔH = 100 – 200
ΔH = -100 Kcal
26. Atividade 3
Uma vela é feita de um material ao qual se pode atribuir a fórmula
C20H42(s). Qual o calor liberado na combustão de 10,0g dessa vela a
pressão constante? (dado: ∆H = -13300 kJ/mol)
C20H42(s) + O2(g) C02(g) + H20(v)
27. Atividade 4
Construa um gráfico com os dados fornecidos nos itens a seguir e
indique se a reação é endotérmica ou exotérmica. Calcule o ∆H da
reação.
a)Entalpia dos reagentes: +10kcal; Entalpia dos produtos: +25kcal
b)Entalpia dos reagentes: +80kcal; Entalpia dos produtos: +15kcal
28. Atividade 5
(Fuvest) Uma das reações que ocorrem na obtenção de ferro a partir da hematita é:
Fe2O3(s) + 3CO(g) → 3CO2(g) + 2Fe(s)
O calor liberado por esta reação é cerca de 29 kJ por mol de hematita consumida.
Supondo que a reação se inicie à temperatura ambiente (25 ºC) e que todo esse
calor seja absorvido pelo ferro formado (o qual não chega a fundir), a temperatura
alcançada por este é da ordem de
Dado: Calor requerido para elevar de 1 ºC a temperatura de um mol de ferro = 25
J/mol ºC.
A) 1 ⋅ 10^2 ºC
B) B) 2 ⋅ 10^2 ºC
C) C) 6 ⋅ 10^2 ºC
D) D) 1 ⋅ 10^3 ºC
E) E) 6 ⋅ 10^3 ºC
29. Atividade 6
A oxidação de açúcares no corpo humano produz ao redor de
4,0 quilocalorias por grama de açúcar oxidado. A oxidação de um
décimo de mol de glicose (C6 H12 O6) vai produzir
aproximadamente: