Termoquímica. Prof. Msc João Neto
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- Thereza Canto Teixeira
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1 Termoquímica Prof. Msc João Neto
2 H 2 O 2 NH 4 ClO 4 Prof. Msc João Neto 2
3 TERMOQUÍMICA: é o ramo da Química que tem por objetivo o estudo da energia associada a uma reação química. Um dos maiores problemas do homem, desde os tempos pré-históricos, é encontrar uma maneira de obter energia. Prof. Msc João Neto 3
4 Energia para aquecê-lo no inverno; Prof. Msc João Neto 4
5 Energia para acionar suas indústrias; Prof. Msc João Neto 5
6 Energia para transportá-lo de um canto a outro do mundo; Prof. Msc João Neto 6
7 Conversão de uma forma de energia em outra. Prof. Msc João Neto 7
8 Energia para a manutenção de sua vida e para o seu lazer, produzindo sons, imagens e fantasias. Prof. Msc João Neto 8
9 Em nossa vida diária é muito comum observarmos reações químicas que ocorrem liberando ou absorvendo energia na forma de calor. Queima de uma vela; Queima de combustível; Queima da madeira; Em cada um dos exemplos a energia liberada é aproveitada. Prof. Msc João Neto 9
10 No caso específico da queima de um combustível, a energia é utilizada para movimentar os veículos que circulam no dia-a-dia das grandes cidades. Prof. Msc João Neto 10
11 Há também reações que ocorrem mas que necessitam absorver energia, como é o caso das reações de fotossíntese, em que os vegetais recebem energia por intermédio da luz solar. As relações existentes entre as reações químicas e a energia são estudadas pela termoquímica. Prof. Msc João Neto 11
12 Prof. Msc João Neto 12
13 Bolsa de gelo instantâneo NH 4 NO 3 +H 2 O Prof. Msc João Neto 13
14 As reações que ocorrem liberando energia são chamadas de reações exotérmicas (exo = para fora), enquanto as reações que ocorrem absorvendo energia são chamadas de endotérmicas (endo = para dentro). Prof. Msc João Neto 14
15 Calorímetro Prof. Msc João Neto 15
16 Calorímetro Prof. Msc João Neto 16
17 Calorímetros Prof. Msc João Neto 17
18 Q = m c Θ Θ = Θ final Θ inicial Q=Quantidade de calor m= massa da solução c=calor específico (H 2 O=1cal/g.ºC) ΔΘ =variação de temperatura Prof. Msc João Neto 18
19 Unidades Caloria (cal) 1kcal (Cal)= 1000 cal Joule (J) 1cal = 4,18J 1kcal = 4,18 kj Prof. Msc João Neto 19
20 Exemplo A dissolução de uma pequena quantidade de CaCl 2 a 25ºC em água (a 25ºC) fez com que a temperatura da solução fosse para 33ºC. Considerando que a solução tem massa de 100g, qual o calor liberado nessa dissolução? Prof. Msc João Neto 20
21 Resolução Retire os dados do enunciado: Temperatura inicial=25ºc; Temperatura final=33ºc Massa da solução=100g Calor específico da água = 1cal/g.ºC Calor liberado=? Prof. Msc João Neto 21
22 Θ = Θ final Θ = Θ = 8º C Θ inicial Q Q Q = = = m c Θ cal 100g 1 8 o g C 800cal ou 3344J o C Prof. Msc João Neto 22
23 ATENÇÃO!!! Quantidade de calor é proporcional a massa. Quanto maior a massa de soluto em dissolução, maior será o calor liberado. >massa >calor <massa <calor Q = m c Θ Prof. Msc João Neto 23
24 Para poder interpretar a quantidade de calor envolvida num processo químico, será utilizada uma grandeza termodinâmica chamada de entalpia (H). A entalpia corresponde à energia global de um sistema, à pressão constante. Já a variação de entalpia (ΔH) irá mostrar a quantidade de calor liberado ou absorvido em uma reação química. Prof. Msc João Neto 24
25 ΔH = calor liberado ou absorvido em qualquer reação química à pressão constante. A variação de entalpia corresponde à diferença entre o estado final de energia (energia dos produtos) e o estado final (energia dos reagentes) de um processo químico. Prof. Msc João Neto 25
26 Prof. Msc João Neto 26
27 REAÇÕES EXOTÉRMICAS Nas reações exotérmicas, o estado inicial será o que possui maior energia, provocando, durante a ocorrência da reação, uma perda (liberação) de energia. ΔH<0 Prof. Msc João Neto 27
28 O calor de reação para um processo exotérmico pode ser anotado de duas maneiras diferentes. São elas: Escrever a quantidade de calor liberado do lado direito de uma equação química demonstrando que a reação está produzindo (liberando) calor A + B C + D + calor Prof. Msc João Neto 28
29 Veja alguns exemplos: CO + 1 / 2 O 2 CO ,4 kcal H / 2 O 2 H 2 O + 68,3 kcal Ca + 1 / 2 O 2 CaO + 151,8 kcal H 2 + Cl 2 2HCl + 44 kcal Calor na reação sempre positivo Prof. Msc João Neto 29
30 Expressar o valor da variação de entalpia (ΔH) A + B C + D CO + 1 / 2 O 2 CO 2 ΔH=-calor ΔH=-67,4 kcal H / 2 O 2 H 2 O Ca + 1 / 2 O 2 CaO H 2 + Cl 2 2HCl ΔH=-68,3 kcal ΔH=-151,8 kcal ΔH=-44 kcal Prof. Msc João Neto 30
31 REAÇÕES EXOTÉRMICAS A variação de entalpia também pode ser representada em gráfico, sendo que a entalpia (H) das substâncias é dada na ordenada e o caminho da reação, na abscissa. Imagine a reação: A + B C + D ΔH=-calor Prof. Msc João Neto 31
32 REAÇÕES EXOTÉRMICAS H R A + B ΔH<0 H P C + D Prof. Msc João Neto 32
33 REAÇÕES EXOTÉRMICAS 40 A + B ΔH= C + D Prof. Msc João Neto 33
34 REAÇÕES EXOTÉRMICAS 60 A + B ΔH= C + D Prof. Msc João Neto 34
35 Prof. Msc João Neto 35
36 REAÇÕES EXOTÉRMICAS O gráfico de uma reação pode ser representado por meio de um diagrama de energia. Imagine a reação: A + B C + D ΔH=-calor Prof. Msc João Neto 36
37 REAÇÕES EXOTÉRMICAS H R A + B ΔH<0 H P C + D Prof. Msc João Neto 37
38 REAÇÕES EXOTÉRMICAS 60 A + B ΔH= C + D Prof. Msc João Neto 38
39 REAÇÕES EXOTÉRMICAS 40 A + B ΔH= C + D Prof. Msc João Neto 39
40 Prof. Msc João Neto 40
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42 REAÇÕES ENDOTÉRMICAS Nas reações endotérmicas, o estado inicial será o que possui menor energia, provocando, durante a ocorrência da reação, um ganho (absorção) de energia. ΔH>0 Prof. Msc João Neto 42
43 O calor de reação para um processo endotérmico pode ser anotado de duas maneiras diferentes. São elas: Escrever a quantidade de calor absorvido do lado direito de uma equação química demonstrando que a reação está absorvendo (consumindo) calor A + B C + D - calor Prof. Msc João Neto 43
44 Veja alguns exemplos: H 2 O H / 2 O 2-68,3 kcal CO 2 CO + 1 / 2 O 2-67,4 kcal CaO Ca + 1 / 2 O 2-151,8 kcal 2HCl H 2 + Cl 2-44 kcal Calor na reação sempre negativo Prof. Msc João Neto 44
45 Expressar o valor da variação de entalpia (ΔH) A + B C + D ΔH=+calor H 2 O H / 2 O 2 ΔH=+68,3 kcal CO 2 CO + 1 / 2 O 2 ΔH=+67,4 kcal CaO Ca + 1 / 2 O 2 ΔH=+151,8 kcal 2HCl H 2 + Cl 2 ΔH=+44 kcal Prof. Msc João Neto 45
46 REAÇÕES ENDOTÉRMICAS A variação de entalpia também pode ser representada em gráfico, sendo que a entalpia (H) das substâncias é dada na ordenada e o caminho da reação, na abscissa. Imagine a reação: A + B C + D ΔH=+calor Prof. Msc João Neto 46
47 REAÇÕES ENDOTÉRMICAS H P C + D ΔH>0 H R A + B Prof. Msc João Neto 47
48 REAÇÕES ENDOTÉRMICAS 40 C + D ΔH= A + B Prof. Msc João Neto 48
49 REAÇÕES ENDOTÉRMICAS 60 C + D ΔH= A + B Prof. Msc João Neto 49
50 REAÇÕES ENDOTÉRMICAS O gráfico de uma reação pode ser representado por meio de um diagrama de energia. Imagine a reação: A + B C + D ΔH=+calor Prof. Msc João Neto 50
51 REAÇÕES ENDOTÉRMICAS H P C + D ΔH<0 H R A + B Prof. Msc João Neto 51
52 REAÇÕES ENDOTÉRMICAS 60 C + D ΔH= A + B Prof. Msc João Neto 52
53 REAÇÕES ENDOTÉRMICAS 40 C + D ΔH= A + B Prof. Msc João Neto 53
54 Reação é endotérmica. Erlenmeyer fica colado no bloco de madeira Prof. Msc João Neto 54
55 ATENÇÃO!!! O ΔH sempre tem o mesmo sinal do calor no reagente e sinal contrário no produto. Veja no caso endotérmico A + B +5kJ AB A + B AB - 5kJ A + B AB ΔH=+5kJ Prof. Msc João Neto 55
56 ATENÇÃO!!! O ΔH sempre tem o mesmo sinal do calor no reagente e sinal contrário no produto. Veja no caso exotérmico AB 5kJ AB A + B A + B + 5kJ AB AB ΔH=-5kJ Prof. Msc João Neto 56
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