Qui. Allan Rodrigues (Gabriel Pereira) (Renan Micha)

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1 Semana 17 Allan Rodrigues (Gabriel Pereira) (Renan Micha) Este conteúdo pertence ao Descomplica. Está vedada a cópia ou a reprodução não autorizada previamente e por escrito. Todos os direitos reservados.

2 Termoquímica 05 jun Lei de Hess e Energia de Ligação 01. Resumo 02. Exercícios para aula 03. Exercícios para casa 04. Questão contexto 05. Gabarito

3 RESUMO Lei de Hess: É uma relação em físico-química que estabelece que a variação total de entalpia no decorrer de uma reação é a mesma independentemente da quantidade de etapas em que esta acontece. O efeito prático é que podemos somar as variações de entalpia das etapas para alcançar o valor de variação de entalpia da reação global Veja um exemplo típico de questão do tema: Dadas as reações: 2. Se multiplicamos todos os coeficientes estequiométricos (os números que ficam antes da substância) por um número, devemos multiplicar o ΔH desta reação pelo mesmo número. 3. Podemos cortar substância iguais quando estiverem em lados opostos da reação (a quantidade deve ser respeitada: se tiver 1H2O do lado esquerdo e 2H2O do lado direito, restará uma H2O do lado direito) Nas reações do exemplo, devemos manter a IV, multiplica a III por um fator de 3, inverter a I e multiplicar a II por 3 e inverter. O mesmo será realizado com as variações de entalpia, que serão somadas ao final para obter a variação total da reação, ΔH = kj/mol. Importante: ao final do processo de soma de equações químicas, não deve sobrar a mesma substância dos dois lados da reação. 113 Encontre o valor de ΔH da seguinte reação: Energia de ligação 2B(s) + (3/2)O2(g) B2O3(s) (reação objetivo) É a energia necessária para promover o rompimento de uma ligação química e separar dois átomos ou a energia liberada pela formação de uma ligação. Resolução: Repare que a reação objetivo pode ser obtida pela soma das 4 reações acima. A estratégia, portanto, é somar as reações das etapas para alcançar exatamente uma equação igual a objetivo. As mesmas operações que forem realizadas nas reações devem ser feitas com os valores de ΔH para descobrir-se o ΔH da reação final. A unidade é em geral kj/mol e representa a quantidade de energia necessária para romper (se for positiva a ΔH) uma ligação ou a energia liberada (se ΔH for negativo) ao formar-se uma ligação. Exemplo: Veja algumas regras úteis para somarmos as reações: 1. Se invertemos uma reação (reagentes se tornam produtos e produtos, reagentes), o valor do ΔH deve ser multiplicado por -1;

4 Importante! a partir da tabela de valores de energia de ligação acima? Reagentes têm suas ligações quebradas ao longo da reação, enquanto que produtos têm suas ligações formadas na reação. Por isso, os reagentes em geral sofrem variações positivas de entalpia e os produtos, negativas. Dependendo do balanço de energias, a reação geral pode ser positiva (se mais energia for consumida na quebra das ligações dos reagentes) ou negativa (se mais energia foi liberada na formação das ligações dos produtos). Obs. Entender como ocorre o rompimento ou formação de ligações o ajudará a entender muito mais a dinâmica de uma reação. Como calcular a variação de entalpia de uma reação Exemplo: CO2 C + O2 1. Devemos montar a fórmula estrutural das moléculas para entender que ligações serão rompidas (reagentes, CO2) e quais serão formadas (produtos, C e O2). C + O = O Veja, duas ligações C =O foram rompidas (ΔH positivo, +744, vezes dois, +1488kJ) e uma ligação O = O (negativa, -498) foi formada. O balanço será o saldo entre a variação nos reagentes e nos produtos. Nesse caso, a reação será endotérmica. EXERCÍCIOS PARA AULA

5 2. Pode-se afirmar que a reação inicial é: a) exotérmica e absorve 67,7 kcal/mol. b) exotérmica e libera 120,5 kcal/mol. c) exotérmica e libera 67,7 kcal/mol. d) endotérmica e absorve 120,5 kcal/mol. e) endotérmica e absorve 67,7 kcal/mol a) Através da soma das duas etapas da reação, mostre que a lei de Hess foi seguida. b) As reações citadas estão representadas por equações termoquímicas. O que diferencia uma equação química simples de uma equação termoquímica? c) Qual será o calor liberado na formação de 5 mol de monóxido de carbono? 4. Compare, em vista desse fato, a energia da ligação Cl Cl com as outras citadas.

6 5. a) +62,0 kcal. b) +149,0 kcal. c) -12,5 kcal. d) -236,0 kcal. e) -161,5 kcal EXERCÍCIOS PARA CASA! 1.

7 Sobre a termoquímica destas reações, pode-se afirmar que: a) a reação de esterificação do ácido cis-9-octadecenóico com metanol não agrega valor energético ao biocombustível, pois a combustão de 1 mol do éster libera menos calor que a de 1 mol do ácido. b) o uso de metanol na reação de esterificação não agrega valor energético ao biocombustível, pois a combustão de 1 mol de metanol libera mais calor que a de 1 mol do ácido. c) a reação de esterificação do ácido cis-9-octadecenóico com metanol é exotérmica e libera 26 kj/mol.

8 d) os biocombustíveis de óleos vegetais são menos eficientes que o metanol, pois a combustão de 1g de metanol libera mais calor que a combustão de 1 g do cis-9-octadecenoato de metila. e) a combustão de 28,2g do ácido cis-9-octadecenóico libera kj de calor a) -53. b) c) d) e) -836.

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10 QUESTÃO CONTEXTO! Imagine que você está em uma dieta rigorosa e que precise perder muito peso em 1 semana. A relação entre peso e calor é de 1kg/7700kcal. Uma corrida rápida exige aproximadamente 600kcal/h. Uma caminhada, 200kcal/h. Uma dieta base, usada para cálculos de tabelas nutricionais, diz que gastamos uma média de 2000kcal/dia. a) Considerando que você, antes de iniciar a dieta, tem 90kg. O que acontece com seu peso em uma semana se, em cada um dos 7 dias, você come 800kcal, corre 1h durante 6 dias e caminha 1h em um dia. b) De onde vem a energia gasta prontamente em atividades físicas? GABARITO 01. Exercícios para aula! 1. a 2. c 3. a) C(s) + 1/2O2(g) CO(g) +26,41kcal CO(g) + 1/2O2(g) CO2(g) +67,64kcal C(s) + O2(g) CO2(g) + 94,05kcal b) A equação termoquímica inclui o valor do calor envolvido na reação (em kj ou kcal, por exemplo) c) 132,05kcal 4. Energia de ligação do 5. c Cl Cl < Energia de ligação H H Energia de ligação Cl Cl < Energia de ligação H Cl 6. NOX do carbono = +4 ΔH = -50cal/mol 03. Questão contexto a) O seu corpo perde 12200kcal, o que equivale a, aproximadamente, 1,6kg (cai para 88,4kg). b) Vem da quebra de uma ligação na molécula de adenosina trifosfato, que passa a ser adenosina difosfato Exercícios para casa! 1. ΔH = +300kJ 2. -x = 76kJ 3. c 4. A é álcool etílico e B, éter dimetílico 5. a 6. b

11 Na2S2O5(s) Na2SO3(s) + SO Ä 2(g) I2(aq) + SO2(aq) + 2H2 O( ) 2HI(aq) + H2SO4(aq) CV 1 1 = C2V2 3 C1 5 = (1,0 10 ) (13,5) 3 C1 = 2,7 10 mol / L 1 mol de SO2 64g 3 2,7 10 mol x x = 0,173g de SO 2 ou 173mg / L = 173ppm 121

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