TERMOQUIMICA
Estuda a variação de energia, ou seja, a variação de temperatura nas reações químicas.
Essa energia é chamada de Entalpia representada pelo símbolo ―H‖.
Reação endotérmica (absorve
energia)
Exemplo: a sensação de gelada
quando passamos acetona na pele.
Reação exotérmica (libera energia)
Exemplo: queima de uma vela
Calor de Reação
Forma de determinar a energia absorvida ou liberada em uma reação = ΔH da reação.
A unidade para expressar calor de reação pode ser Kj ou Kcal
Entalpia das Substâncias Simples – atribuído o valor Zero através de testes
experimentais.
Entalpia das Substâncias Compostas – determinada experimentalmente (Tabela).
Cálculo de Entalpia
- Reação balanceada
- Reação global através da Lei de Hess – uma equação termoquímica pode ser
expressa pela soma de 2 ou mais equações.
Calcule o calor de combustão do metano (CH4) sabendo que:
Entalpia de combustão ou calor de combustão é a variação de entalpia (ΔH) na
reação de combustão total de
um mol de substância, à pressão
constante de 1atm e temperatura
constante de 25ºC.
e com os seguintes dados:
HCH4(g) = –20kcal/mol
HCO2(g) = –90kcal/mol
HH2O(l) = –70kcal/mol
- Calcule a combustão do metano (CH4) pelas seguintes equações:
CH4 → C + 2H2
2H2 + O2 → 2H2O
C + O2 → CO2
ΔH= +17,9 kcal
ΔH= -136,6 kcal
ΔH = -94,1 kcal
Exercícios
1) (UNESP/2003) Em uma cozinha, estão ocorrendo os seguintes processos:
I. gás queimando em uma das ―bocas‖ do fogão e
II. água fervendo em uma panela que se encontra sobre esta ―boca‖ do fogão.
Com relação a esses processos, pode-se afirmar que:
a) I e II são exotérmicos.
b) I é exotérmico e II é endotérmico.
c) I é endotérmico e II é exotérmico.
d) I é isotérmico e II é exotérmico.
e) I é endotérmico e II é isotérmico.
2) (UFSCar-SP/2006-modificado) A dissolução de uma substância em água pode ocorrer com
absorção ou liberação de calor. O esquema apresenta as temperaturas da água destilada e das
soluções, logo após as dissoluções do nitrato de sódio e hidróxido de cálcio em água destilada.
Pelas temperaturas fornecidas pode-se afirmar que a dissolução do NaNO3 é_______________
enquanto a do Ca(OH)2 é _________________..
3) Considere os seguintes dados termoquímicos:
—Entalpia de formação do CO2(g) = –400kJ/mol
—Entalpia de formação do H2O(l) = –300kJ/mol
—Entalpia de formação do C2H6O(l) = –274kJ/mol
—Entalpia de formação do C8H18(l) = –440kJ/mol
a) Determine o valor do calor envolvido na reação de combustão total do álcool (C2H6O), e da
gasolina, supondo que seja formada apenas pelo octano (C8H18).
b) Qual a energia liberada na combustão de 1g de álcool?(Dados: M (C 2H6O) = 46g/mol)
4) Considere as equações que representam reações de combustão:
Qual será o calor da trimerização do acetileno, em kcal/mol, na formação de benzeno?
a) –50kcal/mol.
b) –250kcal/mol.
c) –650kcal/mol.
d) +50kcal/mol.
e) +250kcal/mol.
5) (FUVEST) Com base nas variações de entalpia associadas às reações a seguir:
pode-se prever que a variação de entalpia associada à reação de dimerização do NO 2 será igual
a:
a) –58,0kJ
c) –77,2kJ
e) +648kJ
b) +58,0kJ
d) +77,2kJ
CINÉTICA QUÍMICA
Estuda a velocidade (rapidez) das reações.
Exemplo a síntese do HCl:
H2(g) + Cl2(g) → 2HCl(g)
TEORIA DAS COLISÕES
Para que ocorra uma reação química, os reagentes devem ter uma certa afinidade.
a) colisão entre os reagentes;
b) colisão numa geometria (posição) favorável à formação do produto;
c) energia suficiente.
Representando graficamente o caminho da reação
FATORES QUE ALTERAM A VELOCIDADE DAS REAÇÕES
TEMPERATURA
Alimentos se estragam cerca de quatro vezes mais
rápido a temperatura ambiente (25ºC) do que quando
guardados em geladeira (5ºC). (Decomposição)
O cozimento dos alimentos em panela de pressão
(110ºC) é mais rápido do que em panela aberta
(100ºC). (Cozimento)
Vinhos azedam mais rapidamente se guardados em
locais aquecidos.(Oxidação)
A regra de Van’ Hoff
Formulou experimentalmente uma regra
- um aumento de 10ºC na temperatura duplica a
velocidade de uma reação química.
CONCENTRAÇÃO DOS REAGENTES – quantidade
de reagentes
SUPERFICIE DE CONTATO – a fragmentação do sólido acelera a reação
CATALISADOR –
velocidade da reação
substância
que
aumenta
a
Exercícios
1) Considere a reação de decomposição do carbonato de cálcio:
Verifica-se que a 800ºC, 400g de CaCO3 são totalmente consumidos em 20 minutos.
Calcule:(Dados: M CaCO3 = 100g/mol e volume molar a 800ºC e 1 atm = 90L/mol)
a) a velocidade de consumo do CaCO3 em g/min;
b) a velocidade de formação do CaO em mol/min;
c) a velocidade de formação do CO2 em L/min a 800ºC e 1atm.
2) (FUVEST) Na reação representada
pela equação química
N2 + 3H2 → 2NH3
o perfil energético com e sem catalisador,
é o seguinte:
a) Calcule a energia envolvida por mol de
NH3 formado. O processo é endotérmico ou exotérmico?
b) Calcule as energias de ativação para esta reação na ausência e na presença de catalisador.
3) (FUVEST) Foram realizados quatro experimentos. Cada um deles consistiu na adição de
solução aquosa de ácido sulfúrico de concentração 1 mol/L a certa massa de ferro. A 25ºC e 1
atm, mediram-se os volumes de hidrogênio desprendido em função do tempo. No final de cada
experimento, sempre sobrou ferro que não reagiu. A tabela mostra o tipo de ferro usado em
cada experimento, a temperatura e o volume da solução de ácido sulfúrico usado. O gráfico
mostra os resultados.
As curvas de 1 a 4 correspondem
respectivamente, aos experimentos