Variação de entalpia
nas mudanças de
estado físico
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Processo Endotérmico
Sólido
Líquido
Gasoso
Processo Exotérmico
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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.
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Essas mudanças de estado podem ser
representadas graficamente:
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Nos gráficos a seguir estão representadas cinco
transformações. Quais dessas transformações
estão representadas corretamente?
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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 = HProdutos - HReagentes
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Entalpia de combustão
São classificadas como reações de combustão
aquelas em que uma substância, denominada
combustível, reage com o gás oxigênio (O2),
denominado comburente. Por serem sempre
exotérmicas, as reações de combustão
apresentam ΔH < 0.
0
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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.
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Reações de
combustão
+ O2
Carbono
CO2
Hidrogênio
H2O
Enxofre
Carbono
+
hidrogênio
Carbono
+
hidrogênio
+
oxigênio
SO2
CO2
+
H2O
CO2
+
H2O
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Qual é o melhor combustível?
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Quem é o maior poluente ambiental?
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Quem é o maior poluente ambiental?
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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:
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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.
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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:
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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).
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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 H2(g), O2(g), C(gr), S(r),
Br2(l) e Fe(s), por convenção, apresentam entalpia
igual a zero no estado-padrão.
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Determine a entalpia-padrão da reação de
combustão completa do propano (C3H8), um
dos constituintes do gás de botijão usado em
fogões: Equação da combustão completa do
propano: C3H8(g) + 5O2(g) 3CO2(g) + 4H2O(l)
ΔH= ?
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R → P
− ∆Hf
∆Hf
C3H8( g ) + 5O2( g )
+ 103,9 5 × zero
+ 103,9
→ 3CO2( g ) + 4H2O( l ) ∆H = ?
3 × −393,5
− 1180,5
+ 103,9
4 × −285,8
− 1143,2
− 2323,7
− 2219,8
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Durante a evaporação ocorre
absorção de calor, que
provoca
diminuição
da
temperatura registrada no
termômetro.
Alternativa C
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Alternativa E
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197g − − − − − − − − − − − − − − − − − 6 × 10 átomos Au
m − − − − − − − − − − − − − − − − − − − 2 × 1023 átomos Au
m = 6,56 × 10 −2 g
→ m = 0,0656g
1g − − − − − − − − − − − − − −R $17,00
6,56 × 10 −2 g − − − − − − − − y
y = 1,11 → R$1,11
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197g − − − − − − − − − − − − − − − − − 370 kJ
6,56 × 10 −2 g − − − − − − − − − − − − − z
6,56 × 10 −2 g × 370kJ
z=
→ z = 0,123kJ
197g
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F
F
V
V
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Reação
de
combustão:
Exotérmica HP<HR
A e D são exotérmicas;
C e E são endotérmicas;
A alternativa A:
CO2 (completa) > CO
(incompleta).
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41
V
F
F
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15
C6H6( g ) + O2( g ) → 6CO2( g ) + 3H2O( l ) ∆H = ?
2
15 × zero
− 49
6 × −393,5 3 × −285,8
2
− 49
− 2361
− 857,4
− 49
− 3218,4
− 3267,4
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A alternativa d:
2447,5kJ é > 2220kJ
16g − − − − − 890kJ
44g − − − − − x
44 x 890
x=
16
x = 2447,5kJ
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1
2FeO(s ) + O2( g ) → Fe2O3( g ) ∆H = ?
2
1 × zero
2 × ( +64 )
− 196
2
+ 128
− 196
− 68kcal
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49
5
C2H2( g ) + O2( g ) → 2CO2( g ) + H2O( l ) ∆H = ?
2
5 × zero
− 54
2 × −94
1× −68
2
− 54
− 188
− 68
− 49
− 256
− 310 kcal
26g - - - - - - - - - -310 kcal
13 × 103 g − − − − y
y = 155 × 103 → y = 155000 kcal
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CH 4( g ) + H2O(v )
+ 75
+ 287
→ CO( g ) + 3H2( g ) ∆H = ?
− 108
+ 362
3 × zero
− 108
+ 254 kJ
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