Termoquímica apresentação inicial

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Termoquímica
Lays Omena
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Termoquímica
		É o estudo das trocas de energia, na forma de calor, envolvidas nas reações químicas e nas mudanças de estado físico das substâncias. 
		São dois os processos em que há troca de energia na forma de calor: o processo exotérmico e o endotérmico.
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Unidade de Medida
		A quantidade de energia é medida no calorímetro e sua unidade é a Caloria.
		
		1 caloria (cal) = quantidade de calor necessária para elevar em 1 ºC a temperatura de 1,0 grama de água.
 1 cal = 4,18 J
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Processos Exotérmicos e Endotérmicos
Processo Exotérmico é aquele que ocorre liberação de calor.
Processo Endotérmico é aquele que ocorre absorção de calor
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	Ex1: A fotossíntese, processo de alimentação dos vegetais, descreve a seguinte reação:
6 CO2 + 6 H2O + Energia  C6H12O6 + 6 O2
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 Ex2: Os peixes, partindo de glicose e oxigênio, realizam o processo de respiração celular.
C6H12O6 + 6 O2  6 CO2 + 6 H2O + Energia
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Ex3: Na câmara de combustão de um motor de um carro, o combustível é queimado em presença de oxigênio, produzindo CO2 e água, liberando energia mecânica, e o restante é perdido na forma de calor.
C2H6O + 3 O2  2 CO2 + 3 H2O + energia
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Ex4: Processo de ebulição
H2O(l) + Energia  H2O(V)
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Entalpia
		A foto mostra uma reação de combustão que pode ser representada por:
madeira + oxigênio  gás carbônico + água + calor
		Uma pergunta interessante sobre essa reação é: “De onde vem essa energia ou esse calor?”.
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		Essa energia é a entalpia, e a representamos por (H). Na prática, conseguimos medir a variação de entalpia (ΔH).
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ΔH em reações Exotérmicas
		Nas reações exotérmicas, como ocorre liberação de calor, a entalpia dos produtos (HP) é menor do que a entalpia do reagentes (HR). Genericamente, temos:
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1. (UA-AM) Reação exotérmica é aquela na qual:
1 — há liberação de calor.
2 — há diminuição de energia.
3 — a entalpia dos reagentes é maior que a dos produtos.
4 — a variação de entalpia é negativa.
Estão corretos os seguintes complementos:
a) Somente 1. d) Somente 1 e 4.
b) Somente 2 e 4. e) 1, 2, 3 e 4.
c) Somente 1 e 3.
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1. (UA-AM) Reação exotérmica é aquela na qual:
1 — há liberação de calor.
2 — há diminuição de energia.
3 — a entalpia dos reagentes é maior que a dos produtos.
4 — a variação de entalpia é negativa.
Estão corretos os seguintes complementos:
a) Somente 1. d) Somente 1 e 4.
b) Somente 2 e 4. e) 1, 2, 3 e 4.
c) Somente 1 e 3.
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		Se considerarmos a síntese da amônia (NH3), teremos:
N2(g) + 3 H2(g)  2 NH3(g) + 92,2 kJ
		Pelas equações ou pelo gráfico, devemos entender que na síntese de 2 mol de NH3 ocorre a liberação de 92,2 kJ.
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ΔH EM REAÇÕES ENDOTÉRMICAS
		Nas reações endotérmicas, como ocorre absorção de calor, a entalpia dos produtos (HP) é maior do que a entalpia dos reagentes (HR).
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	Se considerarmos a decomposição da amônia (NH3), teremos:
2 NH3(g) + 92,2 KJ  N2(g) + 3 H2(g)
		Pelas equações ou pelo gráfico, devemos entender que na decomposição de 2 mol de NH3 ocorre a absorção de 92,2 kJ.
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ΔH NAS MUDANÇAS DE ESTADO FÍSICO
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2. (UFJF-MG) Considere os processos a seguir:
I — queima do carvão
II — fusão do gelo à temperatura de 25 ºC
III — combustão da madeira
a) Apenas o primeiro é exotérmico.
b) Apenas o segundo é exotérmico.
c) Apenas o terceiro é exotérmico.
d) Apenas o primeiro é endotérmico.
e) Apenas o segundo é endotérmico.
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2. (UFJF-MG) Considere os processos a seguir:
I — queima do carvão
II — fusão do gelo à temperatura de 25 ºC
III — combustão da madeira
a) Apenas o primeiro é exotérmico.
b) Apenas o segundo é exotérmico.
c) Apenas o terceiro é exotérmico.
d) Apenas o primeiro é endotérmico.
e) Apenas o segundo é endotérmico.
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Entalpia Padrão Hº
		O estado padrão de uma substância corresponde à sua forma mais estável, a 1 atm, a 25 °C. A entalpia padrão de uma substância é indicada por Hº.
		Toda substância simples, no estado padrão e na sua forma alotrópica mais estável (mais comum), tem entalpia (H) igual a zero.
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		Os gráficos a seguir nos mostram as diferenças de entalpia encontradas em algumas variedades alotrópicas.
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Entalpia de Formação ΔHºf
		Entalpia de formação é o calor liberado ou absorvido na formação de 1 mol de uma substância a partir de substâncias simples, no estado padrão, com H = 0.
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3. (PUC-MG) Sejam dadas as seguintes equações termoquímicas:
Nas condições citadas, a equação que representa a reação mais exotérmica é:
a) I. b) II. c) III. d) IV. e) V.
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3. (PUC-MG) Sejam dadas as seguintes equações termoquímicas:
Nas condições citadas, a equação que representa a reação mais exotérmica é:
a) I. b) II. c) III. d) IV. e) V.
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Entalpia de Combustão ΔHºC
	Entalpia de combustão é a energia liberada na combustão completa de 1 mol de uma substância no estado padrão.
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Entalpia de Neutralização 
		Entalpia de neutralização é o calor liberado na formação de 1 mol de H2O (l), a partir da reação entre 1 mol de H+ (aq) e 1 mol de OH- (aq) nas condições padrão.
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Energia de Ligação
		Energia de ligação é a energia absorvida na quebra de 1 mol de ligações, no estado gasoso, a 25 ºC e 1 atm.
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4. (UFSM-RS) Considere o seguinte gráfico:
De acordo com o gráfico ao lado, indique a opção que completa, respectivamente, as lacunas da frase a seguir: “A variação da entalpia, ΔH, é ....; a reação é .... porque se processa .... calor.”
a) positiva, exotérmica, liberando.
b) positiva, endotérmica, absorvendo.
c) negativa, endotérmica, absorvendo.
d) negativa, exotérmica, liberando.
e) negativa, exotérmica, absorvendo.
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4. (UFSM-RS) Considere o seguinte gráfico:
De acordo com o gráfico ao lado, indique a opção que completa, respectivamente, as lacunas da frase a seguir: “A variação da entalpia, ΔH, é ....; a reação é .... porque se processa .... calor.”
a) positiva, exotérmica, liberando.
b) positiva, endotérmica, absorvendo.
c) negativa, endotérmica, absorvendo.
d) negativa, exotérmica, liberando.
e) negativa, exotérmica, absorvendo.
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5. Combustão completa do álcool comum (etanol):
a) Qual é a quantidade de calor liberado ou absorvido na queima de 5 mol de C2H5OH?
b) Se ocorresse a formação de 1 mol de CO2 na reação, qual seria a quantidade de calor liberado ou absorvido?
c) Calcule a quantidade de calor liberado ou absorvido na queima de 460 g de C2H5OH.
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Solução
Se observarmos a reação percebemos que:
 1 mol de C2H5OH ------- Calor -1373 KJ
 5 mol de C2H5OH ------- Calor X
Logo; 
 X = 5 . (- 1373) 
 X = - 6865 KJ
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b) 2 mol de CO2 --------- Calor – 1373 KJ
 1 mol de CO2 ---------- X
Logo; 
 2X = - 1373
 X = - 1373 / 2
 X = - 686,5 KJ
Serão liberados 686,5 KJ na formação de 1 mol de CO2.
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c) 1 mol de C2H5OH ------- 46 g
 X ------- 460 g
Logo; 
46X = 460 ; X = 460 / 46 ; X = 10 mol
1 mol de C2H5OH ------ Calor – 1373 KJ
10 mol de C2H5OH ------ X
Logo;
 X = - 1373 . 10
 X = - 13730 KJ
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6. Considere a reação de combustão das variedades alotrópicas do carbono, representadas no gráfico:
Resolva as seguintes questões:
I — As duas combustões são exotérmicas ou endotérmicas?
II — Calcule o ΔH das combustões da grafite e do diamante.
III —Em qual delas ocorre maior liberação de calor?
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Solução
Exotérmicas.
II. ΔH = HP – HR 
 1. C(graf)  ΔH = -394 – 0 = -394 KJ2. C(diam)  ΔH = -394 – 1,9 = - 395,9 KJ
III. Carbono Diamante.
 
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7. (Fatec-SP) A combustão do gás hidrogênio pode ser representada pela equação:
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Solução
	Sempre, em qualquer galáxia, uma reação de combustão completa terá como produtos H2O(l) e CO2(g).
Portanto, alternativa “a” de abestalhado!
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		9. (UNI-RIO) Os romanos utilizavam CaO como argamassa nas construções rochosas. O CaO era misturado com água, produzindo Ca(OH)2, que reagia lentamente com o CO2 atmosférico, dando calcário:
		A partir dos dados da tabela, a variação de entalpia da reação, em kJ/mol, será igual a:
a) +138,2. b) –69,1. c) –2 828,3 d) +69,1. e) –220,8.
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Solução
 Ca(OH)2 + CO2  CaCO3 + H2O
 - 986,1 -393,5 -1206,9 -241,8
ΔH = HP – HR 
ΔH =
[(-1206,9) + (-241,8)] – [(-986,1) + (-393,5)]
[-1448,7] – [ -1379.6] = -69,1 KJ
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Alternativa ‘b’ de Besta!
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Lei Hess
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		Lei de Hess: para uma dada reação, a variação de entalpia é sempre a mesma, esteja essa reação ocorrendo em uma ou em várias etapas.
Ex: Reação de combustão do Carbono para a formação do monóxido de carbono: 
C(g) + ½ O2  CO(g) Reação difícil de ocorrer...
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Ex: Determine a entalpia de formação do CO2 sabendo-se que:
 C(gr) + ½ O2(g)  CO(g) ΔH1 = -26,4 kcal
 CO(g) + ½ O2(g)  CO2 ΔH2 = -67,7 kcal
Reação de formação do CO2:
 C(gr) + O2(g)  CO2(g) ΔH = ? 
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Podemos somar as duas equações:
 C(gr) + ½ O2(g)  CO(g) ΔH1 = -26,4 kcal
 CO(g) + ½ O2(g)  CO2 ΔH2 = -67,7 kcal
_+_____________________________
 C(gr) + O2(g)  CO2(g) 
 ΔH = -26,4 -67,7 = -94,1 kcal 
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10. A partir dos valores de ∆H determine a variação de entalpia do processo:
 N2 (g) + O2 (g) → 2 NO2 (g) ∆H = ?
 
N2 (g) + 2O2 (g) → 2 NO2 (g) ∆H = + 66 kJ.mol-1
II. 2 NO (g) + O2 (g) → 2 NO2 (g) ∆H = –113 kJ.mol-1
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12. Calcule o ∆H da reação abaixo:
 P4 (s) + 10 Cl2 (g) → 4 PCl 5 (s) ∆H = ?
 etapas:
 P4 (s) + 6 Cl2 (g) → 4 PCl 3 (l) ∆H = –1.279 kJ.mol-1
 4 PCl 3 (l) + 4 Cl2 (g) → 4 PCl 5 (s) ∆H = – 496 kJ.mol-1
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14. Dadas as equações termoquímicas: 
 C (Graf.)→ C (diam.) ∆H = ?
C (Graf.) + O2 (g) → CO2 (g) 
 ∆H = - 94,10 kcal
II) C (diam.) + O2 (g) → CO2 (g) ∆H = - 94,55 kcal
 
A variação de entalpia será:
 a) - 188,65 kcal b) + 0,45 kcal 
 c) + 188,65 kcal d) – 0,45 kcal e) – 94,32 kcal
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15. Observe as equações termoquímicas:
I) C (s) + H2O (g) → CO (g) + H2 (g) ∆H = + 31,4 kcal 
II) CO (g) + ½ O2 (g) → CO2 (g) ∆H = - 67,6 kcal 
 H2 (g) + ½ O2 (g) → H2O(g) ∆H = - 57,8 kcal 
De acordo com o ∆H ( variação de entalpia), podemos afirmar que: 
a) II é endotérmica, I e III exotérmica. 
b) I e II são endotérmicas, II exotérmica. 
c) II e III são endotérmicas, I exotérmica. 
d) I e II são endotérmicas, III exotérmica. 
e) I é endotérmica, II e III exotérmicas.
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16. (Mackenzie-SP) 
 S8 (rômbico) + 12 O2(g)  8 SO3(g) + 752,0 kcal. 
		Na reação acima equacionada, realizada a 25ºC e 1 atm, a entalpia de formação do SO3(g) é igual a:
+752,0 kcal 
b) -752,0 kcal 
c) + 773,0 kcal 
d) -94,0 kcal 
e) +94,0 kcal