Please purchase PDFcamp Printer on http://www.verypdf.com/ to remove this watermark.
Cal
or
=Ent
al
pi
adasr
eações
Ent
al
pi
apadr
ão
O termômetro tem o seu ponto de referência o 0ºC pra cima de 0 é positivo e para
baixo de 0 é negativo o mesmo ponto de referência existe na termoquímica:
Um elemento ou composto químico está no est
adopadr
ãoquando se
apresenta em seu estado (físico, alotrópico ou cristalino) mai
scomum eest
ável
,
em Condições: 25ºC e 1atm de pressão.
Toda a subst
ânci
asi
mpl
es, no estado padrão, tem entalpia igual à zer
o.
Soment
eest
ar
ãono(
ní
velzer
o)assubst
ânci
assi
mpl
es,em suaf
or
ma
mai
scomum eest
ável–par
aocar
bono,essaf
or
maéagr
af
i
t
e;par
ao
oxi
gêni
o,asubst
ânci
aO2;eassi
m pordi
ant
e.Subst
ânci
ascompost
osser
ão
det
er
mi
nadassuasent
al
pi
aspadr
ões,at
r
avésdopont
odepar
t
i
dade
subst
ânci
assi
mpl
escom ent
al
pi
a=0.
Elemento
Substância
simples com
entalpia=0
H
H2(g)
O
O2(g)
C
S
C(graf)
Srômb
N
N2(g)
F
F2(g)
Cl
Cl2(g)
Br
Br2(l)
I
I2(s)
TI
POSDEENTALPI
ADEREAÇÃO
Aent
al
pi
ader
eaçãor
ecebedi
ver
sasdenomi
nações,deacor
docom o
t
i
podet
r
ansf
or
maçãoquí
mi
caqueest
i
verocor
r
endo.
Ent
al
pi
apadr
ãodef
or
maçãodeumasubst
ânci
a(
sí
nt
ese)
É o calor liberado ou absorvido na formação de 1mol de uma substâncias a
partir de substâncias simples, no estado padrão, com o entalpia padrão=0
Avar
i
açãodeent
al
pi
a(
? H)nessasr
eaçõespoder
eceberossegui
nt
es
nomes:ent
al
pi
adef
or
mação,cal
ordef
or
mação,? H de formação ou entalpia
padrão de formação.
Água líquida – H2O(l)
Please purchase PDFcamp Printer on http://www.verypdf.com/ to remove this watermark.
H2(g)+1/2O2(g) Ú 1H2O(l)
? H=-286 KJ/mol
Gás carbônico
Cgraf + O2(g) Ú 1CO2(g)
? H=-394KJ/mol (entalpia de formação)
Observe na tabela na página 117 o valor da entalpia da substância do CO2(g) é igual
à entalpia de formação.
Entalpia de formação=entalpia da substância
Cuidado:
Cdiam+ O2 Ú 1CO2 ? H=-395,9KJ/mol
Está reação não é de formação, pois o C diamente não é a forma mais estável, mais
abundante encontrada e não é a substância mais simples na forma de C.
Lembrete:
? H de formação= entalpia (H) da substância
? H=Hp-Hr
Exemplo 1:
Determinação do ? H de uma reação, conhecendo-se as entalpias de formação das
substâncias participantes.
A hidrogenação total do acetileno (C2H2) produz etano (C2H6). Essa reação pode ser
representada por:
C2H2(g)+2H2 Ú 1C2H6(g) ? H= ?
• HC2H2(g)=+227KJ/mol
• HH2(g)=
• HC2H6(g)=-84,5KJ/mol
C2H2(g)+2H2 Ú 1C2H6(g) ? H= ?
(+227)+ (2.0)Ú (-84,5)
HR
Hp
? H=Hp-Hr
? H=-85,5 – (+227 +2.0)
? H=-84,5-(+227)
? H=-311,5KJ
Exemplo 2:
Determinação da entalpia de formação de uma substância a partir de uma equação
termoquímica.
A equação de decomposição do mármore pode ser representada por:
CaCO3(s) Ú CaO(s) + CO2(g) ? H=+177,5KJ/mol
Na tabela encontramos a entalpias:
HCaO(s)=-635,5KJ/mol
•
HCO2(g)=-394KJ/mol
•
No entanto não encontramos a entalpia de HCaCO3(s), que pode ser
determinada da seguinte maneira:
Please purchase PDFcamp Printer on http://www.verypdf.com/ to remove this watermark.
? H=Hp-Hr
? H= [(CaO(s))-(CO2)] – [(CaCO3(s))]
177,5= [(-635,5)+(-394)]-[H(CaCO3(s))]
177,5= [-635,5-394]-H(CaCO3(s))
H(CaCO3(s))=-1.029,5-177,5
H(CaCO3(s))=-1.207KJ/mol
Ent
al
pi
a(
oucal
or
)decombust
ãodeumasubst
ânci
a
é a energia liberada na combustão completa de 1mol de uma substância no estado
padrão.
São classificadas como reação de combustão aquelas em que uma substância,
denominada combust
í
vel
, reage com o gás oxigênio (O2), denominado
combur
ent
e.Por serem sempre exotérmicas, as reações de combustão apresentam
? H<0.
Exemplos:
Combustão completa do gás hidrogênio (H2)
H2(g)+ 1/2O2(g)Ú H2O(l)
Combustão completa do gás butano (C4H10)
C4H10(g)+ 13/2O2(g)Ú 4CO2(g)+5H2O(l)
Quando os combustíveis são formados por carbono, hidrogênio e oxigênio, os
produtos das reações (combustão completa) serão sempre CO2(g)+ H2O(l).
Avar
i
açãodeent
al
pi
anacombust
ãocompl
et
apodeserdenomi
nada
ent
al
pi
adecombust
ão,? Hdecombust
ão,cal
ordecombust
ãoouent
al
pi
a
padãodecombust
ão.
Exemplo 1: Combustão completa do álcool etílico (C2H6O)
C2H6O(l)+3O2(g)Ú 2CO2(g)+3H2O(l) ? H=-1368KJ/mol
Pela equação, podemos concluir que na combustão completa de 1mol de C2H6O(l)
ocorre a liberação de 1.368KJ:
Entalpia de combustão do C2H6O(l)=-1368KJ/mol
Exemplo 2:
Muitos caros utilizam o álcool etílico como combustível.
Sabendo que sua combustão total é representada pela equação química balanceada
C2H5OH(l)+3O2(g) Ú 2CO2(g) +3H2O
? H=-327Kcal/mol
A quantidade de calor liberada na queima de 141g de álcool etílico é,
aproximadamente:
Se em 1mol de etanol temos massa molar de 46 g que liberam -327Kcal/mol
Em 141g de álcool liberaram X Kcal/mol
46g----- -327Kcal/mol
141g---X Kcal/mol
X= - 1.002 Kcal/mol
Ent
al
pi
a(
oucal
or
)deneut
r
al
i
zação
Please purchase PDFcamp Printer on http://www.verypdf.com/ to remove this watermark.
É a variação da entalpia (quantidade de color liberada) verificada na
neutralização de 1mol de H+ do ácido por 1mol de OH- da base, supondo-se todas
as substâncias em diluição total ou infinita, a 25ºC e 1atm.
A reação de neutralização ácido+baseÚ sal+água é sempre exotérmica;
conseqüentemente, ? H é sempre negativo. Por exemplo:
Exemplo 1
HCl(aq)+NaOH(aq)Ú NaCl(aq)+H2O(l)
? H= -57,9KJ/mol
Exemplo 2
CH3COOH(aq) + NH4OH(aq)Ú CH3COONH4(aq) +H2O(l) ? H=-50,2KJ/mol
No primeiro exemplo 1 o ácido e base são fortes, por isso sua entalpia de
neutralização é constante e vale aproximadamente -57,9KJ/mol.
Pois são completamente dissociados:
HCl+NaOHÚ Na+ + Cl- + H2O
A equação final sempre é a mesma tendo formação de água, portanto, sua energia
de neutralização é a mesma ? H= -57,9KJ/mol.
É o que não acontece à mesma coisa com ácidos e bases fracas, não haverá
ionização total no exemplo 2 e o calor liberado será menor, pois uma parte da
energia, que seria liberada pela reação, é gasta no trabalho de ionização do ácido
ou da base. CH3COOH(aq) + NH4OH(aq)Ú CH3COONH4(aq) +H2O(l) + CH3COO+ + NH4Ener
gi
adel
i
gação
Em todas as reações químicas ocorrem quebra das ligações existentes nos
reagentes e formação de novas ligações nos produtos. O estudo da variação de
energia envolvida nesses processos nos permite determinar a variação de entalpia
das reações.
Para que ocorra a quebra de ligação dos reagentes, é necessário fornecer
energia; logo, estamos diante de um processo endotérmico. À medida que as
ligações entre os produtos se formam, temos liberação de energia, ou seja, um
processo exotérmico.
A energia absorvida na quebra de uma ligação é numericamente igual à
energia liberada na sua formação. No entanto, a energia de ligação é definida para a
quebra de ligações.
Energia de ligação é a energia absorvida na quebra de 1mol de ligações, no estado
gasoso, a 25ºC e 1atm.
Quanto maior for essa energia, mais estável será a ligação.
Exemplo 1:
1H-H(g) Ú H(g)+H(g)
? H=+436KJ/mol
A quebra de 1mol de H2(g) absorve 436KJ; dizemos então, que:
Energia de ligação H2(g) =+436KJ/mol
Please purchase PDFcamp Printer on http://www.verypdf.com/ to remove this watermark.
A partir do conhecimento das energias existentes nos reagentes e nos produtos,
podemos calcular o ? H de qualquer reação, relacionando a quantidade de energia
absorvida na quebra de ligações e a quantidade de energia liberada na formação de
novas ligações.
CH4+3Cl2(g) Ú HCCl3(g) + HCl
H
H
H +
H
? H=?
H
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
H
H+
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
H
energia liberada
energia absorvida
nas formações das ligações
nas quebras das ligações
4 C-H=4.(413,6)=1.653,6KJ
3 Cl-Cl=3.(242,6)=727,8KJ
1 C-H= 1.(413,6)=413,6KJ
3 C-Cl= 3.(327,2)=981,6KJ
3 H-Cl=3.(341,8)=1.295,4KJ
Energia total liberada:
2.690,6KJ
Energia total absorvida:
2.381,4KJ
Como a energia liberada é maior do que a absorvida, essa reação é exotérmica
(? H<0). O val
orpodesercal
cul
adopel
adi
f
er
ençaent
r
eomai
oreomenor
val
ordeener
gi
a.Nocaso:
Valor maior – valor menor
2.690,6-2.381,4= 309,2KJ sendo o ? H da reação.
CUIDADO
H
H
3-
N
H
N
N
H
ENERGIA ROMPIDA
4 ligações N-H
1 ligação N-N
+
-
H
? H= 1.720KJ/mol
ENERGIA FORNECIDA
4.390=1.560KJ
1.160=160KJ
ENERGIA TOTAL (KJ)
1.720KJ/mol
Generalização (extensão de conceitos)
Freqüentemente ouvi-se falar em energia postas em jogo em processos
eletrônicos, como, por exemplo, ener
gi
adei
oni
zação, que é a variação de
enntalpia (quantidade de calor absorvida) na retirada de um eletrón da última
camada eletrônica de um átomo no estado gasoso, a 25ºC e 1atm. É usual
expressar a energia por mol de átomos, como por exemplo:
Al0(g) Ú Al+(g) + e- ? H=+583,1KJ/mol
Evidentemente, a retirada dos elétrons seguintes exigirá maior energia; no
caso do alumínio, as retiradas do segundo e do terceiro elétrons exigirão elétrons
exigirão 1.826,6KJ/mol e 2.768,8KJ/mol, respectivamente.
Please purchase PDFcamp Printer on http://www.verypdf.com/ to remove this watermark.
Usamos, então, os nomes: primeira, segunda e terceira energia de ionização,
conforme ocorrer às retiradas.