Aula-Termoquimica

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TERMOQUÍMICA
Termoquímica
Termoquímica
Energia relacionada à formação das ligações iônicas
Termoquímica
Então, como a energia de um sistema varia?
O que dizer sobre a energia para formar e quebrar ligações?
Termoquímica
ENERGIA
Termoquímica
CALOR
Como obter o calor envolvido nos processos?
Termoquímica
Atenção!!! A temperatura nas transformações químicas é dada em Kelvin (K).
Como transformar °C em Kelvin?
Termoquímica
Qual a massa do cubo de Fe adicionado à água? 
Problema:
Termoquímica
CALORÍMETRO
Obtendo calor das reações químicas por experimentação
= 0
Em solução aquosa, qcal = qágua
Termoquímica
E a energia envolvida nas reações químicas?
Mantendo-se a pressão do sistema constante, e não havendo variação de volume do sistema, toda a variação de energia da reação se resume em CALOR! 
ENTALPIA (ΔH)
Termoquímica
ENTALPIA
ΔH é medido em kJ/mol de reação ou de substância.
Termoquímica
O ΔH da reação depende da massa de reagente?
Termoquímica
Como obter a ΔH das reações químicas?
O que determina a H dos produtos e dos reagentes?
Entalpia das substâncias envolvidas!
E sobre a H para as substâncias químicas? Dependem do quê?
Reagentes => quebra de ligações
Produtos => formação de ligações
Termoquímica
Estado padrão: 
1 atm, 298 K (25°C)
E o carbono grafite C(s)? Qual a entalpia padrão, ΔHf°?
Termoquímica
Calores de formação
Por quê a entalpia de algumas substâncias são iguais a zero?
Termoquímica
Calculando o ΔH de processos químicos – Lei de Hess
Como obter a entalpia para o processo final?
* A reação global depende das etapas 1 e 2!
ΔH = 242 kJ/mol
Qual a entalpia de ligação para C-H?
ΔH = 413 kJ/mol
Termoquímica
ΔH de ligações químicas:
Termoquímica
ΔH de ligações químicas:
As energias de ligação são positivas ou negativas?
EXERCÍCIOS
Termoquímica
Quando um estudante mistura 50 mL de HCl de 1,0 M com 50 mL de NaOH de 1,0 M em um calorímetro tipo copo-cafeteira, a temperatura da solução resultante aumenta de 21,0 a 27,5 °C. Calcule a mudança de entalpia para a reação em kJ/mol, assumindo que:
a perda de calor pelo calorímetro é insignificante;
o volume total da solução é 100 mL;
a densidade da solução é 1,0 g/mL;
o calor específico da água é de 4,18 J.g-1.K-1.
Obtendo ΔH de reações químicas utilizando calorímetro:
Termoquímica
Qual a energia absorvida a pressão constante para que ocorra a reação de 4,4 g de gás carbônico na produção de metano? 
Termoquímica
Calcule a entalpia de formação do O2(g) a partir da reação mostrada anteriormente, e considerando as entalpias de formação das outras substâncias envolvidas a seguir:
CH
CO2(g) = -393.5 kJ/mol
 
H2O(l) = -285.9 kJ/mol
CH4(g) = -74.8 kJ/mol
O2(g) = ????
ΔH = - 890.4 kJ/mol
Termoquímica
Calculando o ΔH de processos químicos – Lei de Hess
ΔH = ?
(g)
ΔH = ‒1255.6 kJ
Termoquímica
Obtendo ΔH de reações químicas:
Os aminoácidos são os tijolos de construção das moléculas de proteínas, que são moléculas com longas cadeias. Eles são oxidados, no organismo, a ureia, dióxido de carbono e água líquida. Essa reação é uma fonte de calor para o corpo? Use as informações a seguir para estimar a entalpia padrão de reação da oxidação do aminoácido mais simples, a glicina (NH2CH2COOH), um sólido, em ureia, outro sólido (H2NCONH2), dióxido de carbono, um gás, e água, um líquido.
Termoquímica
ΔH de reação a partir da energia de ligações químicas
Qual o balanço energético das ligações quebradas e formadas?
Termoquímica
ΔH de reação a partir da energia de ligações químicas
C-H => 413 kJ/mol 
C-C => 348 kJ/mol
O=O => 495 kJ/mol
C=O => 799 kJ/mol
O-H => 463 kJ/mol
Qual o valor da entalpia de reação ΔH?
A FORMAÇÃO DE ÍONS
Ciclo de Born-Haber
Qual a “entalpia de rede” para o sal KCl(s)?
ΔH1
ΔH2
ΔHsolução
NaCℓ(s) 
Na+(aq) + Cℓ‒(aq)
Na+(g) + Cℓ‒(g)
Termoquímica
OBRIGADO
EXERCÍCIOS
Termoquímica
Utilizando a tabela de ΔH, calcule a entalpia para as reações mostradas a seguir:
Um calorímetro de volume constante foi calibrado com uma reação que libera 0,90 kJ de calor em 0,60 L de uma solução colocada no calorímetro (q = -0,90 kJ), resultando em um aumento de temperatura de 2,85°C. Em um experimento posterior, 30,0 mL de uma solução 0,20 mol/L de HClO2 (aq) e 30,0 mL de uma solução 0,20 mol/L de NaOH(aq) foram misturados no mesmo calorímetro e a temperatura subiu 1,31°C. Qual é a variação da energia interna da mistura da reação devido à reação de neutralização?
Uma das maneiras de aumentar a octanagem da gasolina consiste na adição de benzeno. Quando 0,113 g de benzeno, C6H6, queima em excesso de oxigênio em um calorímetro de pressão constante calibrado cuja capacidade calorífica é 551 J/°C, a temperatura do calorímetro aumenta 8,60°C. A massa molar do benzeno é 78,12 g/mol. Escreva a equação termoquímica para a combustão do benzeno.
Os aminoácidos são os tijolos de construção das moléculas de proteínas, que são moléculas com longas cadeias e importantes funções biológicas. Os aminoácidos são oxidados, no organismo, formando uréia, dióxido de carbono e água líquida. Essa reação pode ser considerada uma fonte de calor para o corpo? Considere a reação de oxidação do aminoácido mais simples, a glicina (NH2CH2COOH), um sólido, em ureia, outro sólido (H2NCONH2), dióxido de carbono, um gás, e água, um líquido.
O propano, C3H8, é um gás usado como combustível em churrasqueiras ao ar livre e em alguns veículos. A variação da entalpia da síntese do propano a partir de seus elementos em seus estados padrão é difícil de medir de forma direta, mas se você está interessado em avaliar as propriedades termodinâmicas das reações do composto, é necessário conhecer o valor. Calcule a entalpia padrão da reação de formação de propano a partir de carbono grafite, C(gr), e gás hidrogênio, H2, com base nos seguintes dados experimentais:
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