Variação de entalpia nas mudanças de estado físico. Prof. Msc.. João Neto

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1 Variação de entalpia nas mudanças de estado físico Prof. Msc.. João Neto

2 Processo Endotérmico Sólido Líquido Gasoso Processo Exotérmico 2

3 3

4 Processo inverso: Solidificação da água A variação de entalpia para um processo inverso é igual à variação de entalpia para o processo direto à mesma temperatura, mas com o sinal trocado. 4

5 5

6 6

7 7

8 Essas mudanças de estado podem ser representadas graficamente: 8

9 Nos gráficos a seguir estão representadas cinco transformações. Quais dessas transformações estão representadas corretamente? 9

10 10

11 Entalpia ou calor de reação (ΔH) é o nome dado à variação de entalpia observada em uma reação química. A entalpia de uma reação é igual à diferença entre as entalpias final (produtos) e inicial (reagentes): ΔH H = H Produtos - H Reagentes Produtos Reagentes 11

12 Entalpia de combustão São classificadas como reações de combustão aquelas em que uma substância, denominada combustível, reage com o gás oxigênio (O 2 ), denominado comburente. Por serem sempre exotérmicas, as reações de combustão apresentam ΔH <

13 O valor de ΔH que aparece em uma equação termoquímica está relacionado aos coeficientes estequiométricos de cada substância participante. Assim, ocorre liberação de 890 kj por mol de metano consumido, ou seja, a entalpia de combustão do metano é igual a 890 kj/mol. 13

14 Reações de combustão + O 2 Carbono Hidrogênio Enxofre Carbono + hidrogênio Carbono + hidrogênio + oxigênio CO 2 H 2 O SO 2 CO 2 + H 2 O CO 2 + H 2 O 14

15 Qual é o melhor combustível? 15

16 16

17 Quem é o maior poluente ambiental? 17

18 Quem é o maior poluente ambiental? 18

19 Entalpia de formação ou calor de formação é a variação de entalpia para a produção de uma substância, utilizando como reagentes somente substâncias simples na forma mais estável, ou seja, as que apresentam menor entalpia. A equação abaixo mostra a entalpia de formação da água, a 25 C e 1 atm: 19

20 Alguns elementos, porém, formam substâncias simples diferentes: é a chamada alotropia. Como determinar qual é a forma mais estável quando temos duas substâncias diferentes formadas pelo mesmo elemento químico, sabendo-se que não é possível medir a entalpia de um sistema (ou de uma substância)? Para algumas substâncias, como grafite e diamante (formas alotrópicas do carbono), é fácil: a forma mais abundante a grafite é a mais estável; porém, se considerarmos as formas alotrópicas do enxofre, é mais complicado. É preciso saber se o enxofre mais estável é o rômbico ou o monoclínico. 20

21 Para resolver esse problema, observe a equação a seguir, em que a variação de entalpia (ΔH) foi determinada experimentalmente a 25 C e 1 atm: 21

22 A partir do gráfico, concluímos que a forma de enxofre que apresenta menor entalpia, ou seja. que é mais estável, é o enxofre rômbico. Portanto, a entalpia de formação do S02 é igual a -296,8 kj/mol (entalpia da reação do enxofre rômbico com oxigênio). 22

23 Estado-padrão O estado-padrão de uma substância é o seu estado físico mais comum e a sua forma alotrópica mais estável à pressão de 1 atm e temperatura de 25 C. Substâncias simples como H 2(g), O 2(g), C (gr), S (r), Br 2(l) e Fe (s), por convenção, apresentam entalpia igual a zero no estado-padrão. 23

24 24

25 25

26 26

27 Determine a entalpia-padrão da reação de combustão completa do propano (C 3 H 8 ), um dos constituintes do gás de botijão usado em fogões: Equação da combustão completa do propano: C 3 H 8(g) + 5O 2(g) 3CO 2(g) + 4H 2 O (l) ΔH=? 27

28 28

29 R P H f H f C H 3 8( g) + 5 O 3CO + 4H2O( l ) 2( g) 2( g) + 103,9 5 zero 3 393, , ,9 1180,5 1143, ,9 2323,7 2219,8 H =? 29

30 30

31 Durante a evaporação ocorre absorção de calor, que provoca diminuição da temperatura registrada no termômetro. Alternativa C 31

32 32

33 Alternativa E 33

34 34

35 197g m = 6, m = 0,0656 g 6 10 m 2 10 g átomos Au átomos Au 1g R$17,00 6, g y = 1,11 R$1,11 y 35

36 197g 370kJ 2 6,56 10 g z z = 2 6,56 10 g 370kJ 197g z = 0,123 kj 36

37 37

38 F F V V 38

39 39

40 Reação de combustão: Exotérmica H P <H R A e D são exotérmicas; C e E são endotérmicas; A alternativa A: A CO 2 (completa) > CO (incompleta). 40

41 41

42 V F F 42

43 43

44 C H 6 6( g) O2( g) 2 15 zero CO 2( g) 6 393, H 2 O ( l ) H 3 285,8 857,4 =? ,4 3267,4 44

45 45

46 16g 890kJ A alternativa d: d 2447,5kJ é > 2220kJ 44g x x x = = 44x ,5kJ 46

47 47

48 2 FeO( s) + 2( g) Fe2O3( g) 2 + ( + 64 ) O 2 1 zero H =? 68kcal 48

49 49

50 C H 2 2( g) O ( g) zero 2CO 188 2( g) H 2 O 68 ( l ) 1 68 H =? kcal 26g kcal g y y = y = kcal 50

51 51

52 CH 4 ( g ) + H 2 O ( v ) CO ( g) + H 3 2( g) H =? zero kj 52

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