Energia é conservada!

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Manuela Álvaro Sampaio
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3 Calor transferido E = q + w Variação de energia Trabalho realizado pelo sistema Energia é conservada!

4 ENDOtérmico: o calor é transferido da VIZINHANÇA para o SISTEMA. T(sistema) aumenta enquanto T (vizinhança) diminui

5 O calor é sempre transferido do objeto mais quente para o mais frio EXOtérmico: o calor é transferido do SISTEMA para a VIZINHANÇA. T(sistema) diminui enquanto a T(vizinhança) aumenta

6 Se uma reação for executada em uma série de etapas, o H para a reação será igual à soma das variações de entalpia para as etapas individuais Função de Estado

8 Fornece um meio útil de se calcular as variações de energia que são difíceis de medir diretamente. Ciclo de Born-Haber para determinar a entalpia de rede

9 S univ = S sis + S viz

10 Para um processo espontâneo: S univ > 0; Mas é possível que a entropia de um sistema diminua desde que a entropia da vizinhança aumente; Para um sistema isolado, S sis = 0 para um processo reversível (em equilíbrio). Processos espontâneos resultam na dispersão de matéria e energia

11 S = q rev /T

12 S = q rev /T TODAS AS SUBSTÂNCIAS APRESENTAM VALORES DE ENTROPIA POSITIVOS ACIMA DE 0 K

13 S univ = S viz + S sis S univ = T H sis + S sis Multiplicando tudo por -T -T S univ = H sis - T S sis -T S univ = variação na energia livre de Gibbs no sistema = G sistema Sob condições padrão G o sis = H o sis - T S o sis

14 G o = H o - T S o Se a reação é exotérmica ( H o < 0) (energia liberada) e a entropia aumenta ( S o > 0) (dispersão da matéria) Então, G o é NEGATIVO Reação é espontânea (produto-favorecida).

15 G o = H o - T S o Se a reação é endotérmica ( H o > 0) e a entropia diminui ( S o < 0) Então, G o será POSITIVO Reação não é espontânea (reagente-favorecida).

16 G o = H o - T S o H o S o G o Reação exo( ) aumento(+) Prod-favorecida endo(+) diminuição(-) + Reag-favorecida exo( ) diminuição(-)? Depende de T endo(+) aumento(+)? Depende de T

17 Produto-favorecida Reagente-favorecida Produto- ou Reagente Favorecida?

19 Produto- ou Reagente Favorecida? G < 0: reação é produto-favorecida G > 0: reação é reagente-favorecida G = -RT ln K Se K > 1, então G é negativo Se K < 1, então G é positivo

20 pk a = log1/k a = - log K a

21 Definições de Ácidos e Bases Usanovich Eletrônica Ionotrópica Protônica Arrhenius Sistemas Solventes Lux Relações Conceituais Relações Históricas Química Nova, 23 (1), 2000,

22 Ácido: espécie que ao reagir com água produz íon H 3 O + (hidroxônio). SO 2 (g) + 2 H 2 O (l) H 3 O + (aq) + HSO 3- (aq) Base: espécie que ao reagir com água produz íons OH - (hidroxila). Na 2 O (s) + H 2 O (l) 2 Na + (aq) + 2 OH - (aq)

23 Ácido: espécie doadora de H +. Base: espécie receptora de H +. Esta teoria prevê a formação de pares conjugados: NH 3 (aq) + H 2 O (l) NH + 4 (aq) + OH - (aq) Base Ácido Ácido Base HNO 2 (aq) + H 2 O (l) NO - 2 (aq) + H 3 O + (aq) Ácido Base Base Ácido ÁCIDOS E BASES ESTÃO RELACIONADOS ENTRE SI PELA PERDA OU GANHO DE H +

24 ácido base base conjugada ácido conjugado

26 Ácido: receptor de par de elétrons. Base: doador de par de elétrons. H N H + H H + H N H Ácido H H Base +

27 H + ACID ÁCIDO O H H BASE H O H H Ácido de Lewis

28 Qual das teorias é a correta?

29 O E também está relacionado com G? SIM!

Michael Faraday 1791-1867 G o = - n F E o F = Constante de Faraday =

30 Michael Faraday G o = - n F E o F = Constante de Faraday = x 10 4 J/V mol; e n é o número de moles de elétrons transferidos

Redução: o átomo, a molécula ou o íon torna-se menos carregado

31 Oxidação: o átomo, a molécula ou o íon torna-se mais carregado positivamente. A oxidação é a perda de elétrons. Redução: o átomo, a molécula ou o íon torna-se menos carregado positivamente. A redução é o ganho de elétrons. Zn 0 (s) + Cu 2+ (aq) Zn 2+ (aq) + Cu 0 (s)

32 Qual a diferença entre uma célula galvânica e uma eletrólise? Em uma célula galvânica, a Em uma eletrólise, energia energia química é convertida em elétrica é empregada para efetuar energia elétrica (processo uma mudança química (processo espontâneo) não espontâneo)

33 Qual a diferença entre uma célula galvânica e uma eletrólise? Em uma célula galvânica, a energia química é convertida em energia elétrica (processo espontâneo)

34 Como se determina o potencial padrão da reação para determinar se é espontânea ou não? Eq. que representa o processo: Zn (s) + Cu 2+ (aq) Zn 2+ (aq) + Cu (s) E o = E o (cat) E o (anodo) = (+0,34) (-0,76) = + 1,10 V G = -nfe G = (+1,10) G = - 212,3 KJ/mol Espontâneo!!!

35 Como se determina o potencial padrão da reação para determinar se é espontânea ou não? Mg 2+ (l) + 2 e - Mg (s) 2 Cl - (l) Cl 2 (g) + 2 e - MgCl 2 (l) Mg (l) + Cl 2(g) E o = E o (cat) E o (anodo) = (-2,36) (+1,36) = - 3,72 V G = -nfe G = (-3,72) G = +717,96 KJ/mol Não é espontâneo!!

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