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5ºAula
Termoquímica
Objetivos de aprendizagem
Ao término desta aula, vocês serão capazes de:
compreender os fundamentos da termoquímica;
interpretar reações endotérmicas e exotérmicas;
aplicar o conceito de entalpia na termoquímica.
Caros alunos(as)! 
Nesta aula, iremos iniciar a seção 1 com a definição essencial 
da termoquímica e prosseguir conceituando os principais termos 
utilizados nesta aula, como energia, calor e trabalho. Na seção 2 
serão definidos os termos da variação de energia, e estabelecidas 
condições para a definição de entalpia que será utilizada logo adiante 
para a demonstração das reações exotérmicas e endotérmicas, 
e durante o estudo das equações termoquímicas por meio de 
exemplos típicos como a queima do gás metano. Por fim serão 
analisadas as entalpias de reação e de formação. 
Bons estudos!
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Química Geral e Experimental 40
1 – Introdução à termoquímica
2 – Calor: reações endotérmicas e exotérmicas
1 - Introdução à termoquímica
Durante as transformações químicas e algumas 
transformações físicas ocorrem transferências de calor, onde 
essa parte da termodinâmica é abrangida pela termoquímica. 
Um sistema pode absorver ou liberar energia para as 
vizinhanças. Em uma reação química, o lado esquerdo é 
constituído pelos reagentes e o lado direito é composto 
pelos produtos (Figura 5.1). E em conformidade com a lei 
da conservação de energia, quando a energia dos produtos é 
menor que a dos reagentes no decorrer da reação, é liberada 
energia e se ao contrário, a energia contida nos produtos 
for maior que a dos reagentes, ocorre a absorção de energia 
(ATKINS; JONES, 2012; RUSSELL; SANIOTO, 1982).
Figura 5.1 – Reagentes e produtos.
Disponível em: . 
Acesso em: 22 jun. 2018.
Conceitualmente, calor não pode ser confundido com 
energia. O calor é a transferência de energia entre os corpos 
propriamente dita. Considere, por exemplo, a transferência de 
energia de um corpo mais quente para um mais frio, depois 
de a quantidade de calor ser absorvida pelo corpo frio, o 
mesmo não possui essa mesma quantidade que incialmente. 
De maneira análoga ocorre quando é exercido trabalho sobre 
um sistema (RUSSELL, SANIOTO, 1982). 
2
exotérmicas
Energia:
As variações de energia em um sistema são 
recorrentemente representadas pelo símbolo . Em 
uma reação química as moléculas se deslocam por meio de 
rotações, vibrações localizadas e translações, como pode ser 
visualizado em (a), (b) e (c) na Figura 5.2, respectivamente.
Seções de estudo
Figura 5.2 – (a) Energia cinética vibracional. (b) Energia 
cinética de rotação. (c) Energia cinética de translação.
Disponível em: . Acesso em: 22 jun. 2018.
A diferença de energia refere-se à subtração entre a 
contida em seu estado inicial, veja:
Dado o calor q e o trabalho W, a quantidade de energia 
no sistema pode ser alterada realizando trabalho sobre ele ou 
2005; MAHAN, 1995). Não havendo trabalho realizado pela 
vizinhança sobre o sistema, ou do sistema sobre a vizinhança, 
a variação de energia é condicionada por qualquer quantidade 
de calor absorvida, logo . E da mesma forma, se não 
haver troca de calor entre o sistema e a vizinhança, a energia 
total no sistema será dependente de qualquer trabalho 
realizado entre este e a vizinhança, assim .
A primeira lei da termodinâmica pode ser descrita de 
forma algébrica pela soma do calor e trabalho envolvidos 
(Figura 5.3). 
Figura 5.3 – Primeira lei da termodinâmica.
Fonte: Anacleto e Ferreira (2008).
O que se refere ao enunciado da primeira lei da 
termodinâmica, veja:
A equação acima mostra-se aplicável a todas as situações 
que envolvam a análise da energia em um sistema, visto 
que alterações de energia interna possuem um motivo 
(ANACLETO; FERREIRA, 2008). 
Exemplo – variação da energia interna em um 
sistema: 
Considere a situação descrita por Moraes (2008) na 
qual os gases hidrogênio e oxigênio são queimados em um 
cilindro com êmbolo. Nesse processo, o sistema perde 1150 
J de calor para a vizinhança. O êmbolo sobe com a expansão 
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dos gases quentes, realizando 480 J de trabalho. Como o 
sistema perde calor, o sinal é negativo, e a locomoção do 
embolo denota a realização de trabalho do sistema sobre a 
vizinhança, logo o sinal também é negativo. Com isso:
Na realidade, a variação de calor depende do trabalho 
realizado sobre o sistema. Contudo, podemos deduzir uma 
situação em que o sistema se restringe as condições apresentadas. 
Entalpia:
A entalpia se trata do calor absorvido pelo sistema a 
pressão constante. Caso em que se demonstra mais próximo 
da realidade do que o apresentado pelo volume constante, 
pois são recorrentes as análises de sistemas em expansão 
ou compressão, como por exemplo, a realização de reações 
químicas a pressão constante da atmosfera. Essas condições são 
aproximadas em experimentos laboratoriais. Denominando a 
entalpia de , tem-se , a pressão constante.
Se há liberação de energia, no início estava armazenada 
nos reagentes, e se a energia é absorvida, concentrava-se 
inicialmente nos produtos. Assim a entalpia, também pode 
ser entendida com a energia armazenada nos reagentes ou nos 
As reações químicas que absorvem calor são chamadas 
de endotérmica e as que liberam calor são denominadas de 
exotérmicas (BROWN , 2005). Veja a Figura 5.4.
Figura 5.4 – Reação exotérmica e endotérmica.
Disponível em: . Acesso em: 22 jun. 2018.
calor, pode-se deduzir que se há liberação de calor ao longo 
das reações, a entalpia diminui. Veja a Figura 5.5.
Figura 5.5 – Reação exotérmica, em que a entalpia 
decresce ao longo da reação.
Disponível em: . Acesso em: 22 jun. 2018.
E se há absorção de energia, a entalpia aumenta, como 
na Figura 5.6.
Figura 5.6 – Reação endotérmica, onde a entalpia cresce 
ao longo da reação.
Disponível em: . Acesso em: 22 jun. 2018.
Por exemplo, sabendo que a queima de 1 de CH4(g) 
libera de calor, a temperatura de (Kelvin) e a 
pressão atmosférica de , a reação 
química da combustão do metano é dada por:
Onde o calor cedido é a entalpia .
A variação da entalpia também pode ser determinada 
pelo diagrama de entalpia (Figura 5.7), no qual são descritas 
a variação de entalpia entre cada reação (em que a soma de 
todas as reações corresponde a uma) (SHRIVER; ATKINS, 
2008). Uma equação termoquímica por ser decomposta em 
outras, como veremos na subseção seguinte. 
Figura 5.7 – Diagrama de entalpia.
Fonte: Moraes et al. (2008).
Abaixo são dispostas algumas características 
fundamentais da entalpia nas reações químicas:
1. A ordem de grandeza da variação da entalpia ( )
é diretamente proporcional à quantidade, por 
isso é uma propriedade extensiva (SALDANHA; 
SUBRAMANIAN, 1993).
2. Uma reação inversa apresenta a mesma magnitude 
de que a reação original, entretanto, apresenta 
sinal contrário.
3. Diferentes estados físicos da matéria induzem 
diferentes variações de entalpia.
Equações termoquímicas:
A equação da combustão do metano é chamada de equação 
termoquímica, no qual se caracteriza fundamentalmente por 
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Química Geral e Experimental 42
associar-se a variação da entalpia. O número a esquerda de 
estequiométrico, e a proporção entre os componentes é 
chamado de proporção estequiométrica (BRADY , 2011; 
FELTRE, 2005). A equação termoquímica corresponde 
diretamente ao número de , em que os valores são 
diretamente proporcionais a variação de entalpia. Por exemplo, 
equação da combustão do metano por 2, temos:
E a entalpia também é multiplicada por dois, resultando 
em .
Repare que a equação termoquímica deve estar balanceada, 
estar ajustados para quehaja o mesmo número de átomos 
nos reagentes e nos produtos (RUSSELL; SANIOTO, 1982).
O sinal negativo de indica que a reação é do tipo 
exotérmica, enquanto o sinal positivo denota uma equação 
endotérmica. 
Observe na Figura 5.8 a formação de 1 do gás dióxido 
de carbono e de 2 da água líquida a partir da queima de 
1 do gás metano com o consumo de 2 de O2. Nesse 
caso os reagentes e os produtos encontram-se no estado puro, 
no valor de pressão padrão ( ) e temperatura 
de 25 °C (não é um padrão, somente a adotada com maior 
recorrência). A entalpia padrão indica justamente a variação 
de entalpia entre os produtos e reagentes puros. 
Figura 5.8 – Combustão do metano (gás) em dióxido de 
carbono (gás) e água (líquido).
Fonte: Atkins e Jones (2012).
Esta propriedade é denominada de lei de Hess, em 
que independente do número de etapas do processo ou da 
forma de realização da reação, a variação da entalpia depende 
somente das propriedades dos reagentes e produtos. Com 
isso, ao invés de serem tabeladas uma enorme quantidade 
de reações e os respectivos valores de , apenas dispõe-
no qual um mol de um produto é originado simplesmente 
pela combinação de seus elementos, e a partir das reações de 
formação são obtidos os valores de para outras reações 
(ATKINS; JONES, 2012).
A entalpia de reação corresponde a demonstrada até 
momento, na qual há mais de um em pelo menos uma 
das substâncias dos reagentes, onde os elementos geralmente 
não encontram-se separados. Visualize a Figura 5.9 em que 
a entalpia de reação é igual a entalpia dos reagentes menos a 
entalpia dos produtos, e pode ser encontrada por meio das 
entalpias de formação, pois desse modo basta conhecer a 
entalpia de formação de cada composto dos reagentes e dos 
produtos, para somá-las conforme a disposição destes na 
equação termoquímica, como veremos a seguir.
Figura 5.9 – Cálculo da entalpia de reação.
Fonte: Atkins e Jones (2012).
formação, os reagentes não podem ser dispostos de forma 
combinada. Cada reagente precisa ser formado por um 
único elemento. Os valores de entalpia para estas reações 
encontram-se tabelados, com as substâncias a pressão de 1 
e geralmente a temperatura de 25 °C. Nesse caso a entalpia é 
denominada entalpia padrão de formação, e o calor é o calor 
padrão de formação, denotado por , que representa o 
estado padrão e f que se trata de uma reação de formação. 
calores-padrão:
Tabela 5.1 – Calores-padrão de formação a temperatura 
de 25 °C e a pressão padrão de 1 . 
Substância ( )
Fonte: Russell e Sanioto (1982).
Elementos não combinados possuem entalpia-padrão de 
formação igual a zero, isso porque a diferença entre a entalpia 
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dos produtos e dos reagentes é igual a zero. Com todos os 
produtos e reagentes no estado padrão de entalpia ou de calor 
trocado, tem-se denominação entalpia-padrão de reação e 
calor padrão de reação, respectivamente.
Exemplo – entalpia padrão:
Calcule a entalpia padrão de formação para a reação 
abaixo:
Solução
A entalpia nas condições padrão de pressão (1 ) e a 
temperatura de 25 °C pode ser obtida por meio da tabela 5.1, 
obtendo cada substância apresentada na reação termoquímica 
(MAHAN, 1995; RUSSELL; SANIOTO, 1982). Mas não 
pode-se esquecer que entre os produtos obtidos serão 
encontrados os reagentes ou os produtos da equação, sendo 
os reagentes é preciso inverter o sinal de , apresentado 
na tabela 5.1, e se tratando dos produtos o sinal é mantido. 
formação na Tabela 5.1 :
Veja que e aparecem acima como 
produtos, porém são reagentes na reação que pretendemos 
obter a entalpia padrão de formação, então os respectivos 
sinais precisam ser invertidos. Como é produto 
tanto na reação de formação como na reação termoquímica 
em análise, o sinal negativo de precisa ser mantido. 
Dispostos todos os valores de , foi realizada a soma 
algébrica para encontrar a entalpia padrão. Perceba que se 
trata de uma inversão entre os produtos e os reagentes, ou 
seja, quando os produtos se tornam reagentes ou os reagentes 
se tornam produtos, o sinal da entalpia é também invertido, 
o que é válido mesmo que não se trate de uma reação de 
formação (BROWN , 2005). 
Exemplo – variação da quantidade de calor em uma 
equação termoquímica:
Calcule a quantidade de calor liberada na queima de 1 
de carvão, consumindo de oxigênio a pressão constante 
(conforme demonstra a equação termoquímica abaixo), 
para a produção de 1 de dióxido de carbono liberando 
(RUSSELL; SANIOTO, 1982). 
Solução
A equação pode ser representada da mesma forma a 
separando em partes. Primeiro realizando a queima de carvão 
com 1/2 de oxigênio, e depois, com o produto formado 
(monóxido de carbono), realiza-se novamente a queima com 
1/2 
As equações podem ser somadas algebricamente para resultar 
em uma única equação termoquímica que represente todo o 
processo, da mesma forma procede-se com as entalpias em 
cada processo. A notação desses processos é:
Portanto, foi liberado para a produção de 
dióxido de carbono.
 
Retomando a aula
1 - Conceito
A termoquímica é o estudo das transformações químicas 
e de algumas transformações físicas com transferências de 
calor. Segundo a lei da conservação de energia, em uma reação 
química, no qual a energia dos produtos é menor que a dos 
reagentes, ocorre a liberação de energia, e sendo a energia 
contida nos produtos maior que as dos reagentes, haverá 
absorção de energia. O calor é a transferência de energia entre 
os corpos propriamente dita. Assim, se há transferência de 
energia de um corpo mais quente para um mais frio, este 
último possui menos calor que inicialmente.
2 - Calor: reações endotérmicas e exotérmicas
É válido considerar que a quantidade de energia depende 
fundamentalmente do calor cedido ou recebido pelo sistema, 
e do trabalho realizado pelo sistema ou sobre o mesmo. 
Dessa forma, vimos que em uma reação exotérmica a entalpia 
diminui e em uma reação endotérmica a entalpia aumenta. 
Aprendemos que na lei de Hess, independentemente, do 
número de etapas do processo ou de como ocorre a reação, 
a variação de entalpia apenas depende das características dos 
reagentes e dos produtos. Logo, a entalpia de reação é a que 
existe mais de um em pelo menos uma das substâncias 
nos reagentes. E na entalpia de formação, os reagentes não 
são encontrados de forma combinada.
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TERMOQUÍMICA: ENERGIA E AMBIENTE:
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