O que Eu Devo Saber Sobre Termoquímica?
Camila É importante ter atenção com o conteúdo programático dos vestibulares e do ENEM para que, ao chegar no período de provas, você esteja completamente preparado. Para te deixar ainda mais seguro quanto a isso, fizemos um resumo completo sobre Termoquímica.
Assim, você estuda de maneira mais assertiva e tem mais chances de vencer o vestibular. Preparado para começar?
A Termoquímica estuda o calor das reações.
O que é Termoquímica?
A Termoquímica estuda o calor da reação provocada pela troca de energia do meio externo com os reagentes. Toda reação química absorve ou gera calor, ou seja, há sempre uma troca de energia.
A emissão ou absorção de luz, calor ou eletricidade são manifestações dessa energia que podem até provocar mudanças de estado físico nos componentes das reações.
Equação termoquímica
É a equação química que apresenta a entalpia da reação e onde menciona-se todos os fatores que podem influenciar no valor da entalpia.
São eles:
- proporção estequiométrica;
- estado físico;
- estrutura cristalina;
- temperatura;
- pressão;
- variação da entalpia.
Exemplos dessas equações:
H2(g) + ½ O2(g) → H2O(l) ΔH =-286,6 KJ/mol (25ºC,1atm)
C(diamante) + O2(g) → CO2(g) ΔH =-395 KJ/mol (25ºC,1atm)
H2(g) + Cl2(g) → 2HCl(g) ΔH =-184,1 KJ/mol (75ºC,1atm)
Como determinar o calor de reação (entalpia)?
O calor de reação, chamado de entalpia, pode ser determinado de maneira indireta pelo próprio conceito de variação de entalpia:
ΔH = Hp – Hr
Só é possível determinar a variação de entalpia de uma reação, ou seja, não é possível definir a entalpia de cada substância separadamente.
Devido a isso, os químicos atribuíram um valor arbitrário de entalpia a um grupo de substâncias para, a partir delas, elaborarem uma escala com entalpias relativas das demais.
O grupo escolhido foi o das substâncias simples alotrópicas mais estáveis — ou seja, as que são encontrados em maior quantidade na natureza. Para estas, a uma temperatura de 25ºC e pressão 1atm, a entalpia foi definida como zero, sendo chamada entalpia-padrão.
Exemplo:
O2 (g): H = 0 / O2(l) e O3 (g): H ≠ 0.
Calor ou entalpia-padrão de formação (ΔH) 0f
A entalpia-padrão é a variação de entalpia da formação de 1 mol de um produto por meio de seus elementos constituintes (substâncias simples), todos em seus estados-padrão.
Estado padrão na termoquímica é caracterizado por:
- Temperatura de 25ºC;
- Pressão de 1 atm;
- Estrutura cristalina ou alotrópica mais estável (se for o caso);
- Estado físico usual da substância.
Em reações exotérmicas a entalpia final é menor do que a entalpia inicial, de modo que ∆H tem valor negativo (∆H < 0). Nesse tipo de reação ocorre a liberação de energia.
Exemplo:
Queima de alimentos pelo organismo, reações de combustão.
Gráfico: Reação exotérmica
Usando valores imaginários de entalpia, você poderá entender mais facilmente o sinal de ∆H.
∆H = HP – HR = 32 – 100 = -68
H2(g) + 1/2O2(g) → H2O(l) ∆H = -68 kcal
Classicamente, o calor de reação seria um “produto”:
H2(g) + 1/2O2(g) → H2O(l) + 68 kcal
Em reações endotérmicas, a entalpia final é maior que a entalpia inicial, de modo que o ∆H tem um valor positivo (∆H > 0). Nesse tipo de reação ocorre a absorção de energia.
Exemplo:
Quando a luz solar incide em uma molécula de clorofila das plantas, ocorre uma reação endotérmica. Ela absorve parte da energia luminosa permitindo a reação do gás carbônico com água, que produz carboidratos e libera oxigênio. A absorção da energia em forma de luz e sua transformação em energia química permitem o crescimento das plantas, seu florescimento e a produção de frutos.
Gráfico: Reação endotérmica
Usando valores imaginários, teríamos:
∆H = HP – HR = -62,4 – 50 = + 12,4
H2(g) + I2(s) → 2HI(g) ∆H = + 12,4 kcal
Classicamente, o calor de reação seria um “reagente”.
H2(g) + I2(s) + 12,4 kcal → 2HI(g)
ou
H2(g) + I2(s) → 2HI(g) – 12,4 kcal
Quais os próximos passos?
Chegou o momento de fixar tais conteúdos de forma efetiva. Além de fazer bons exercícios, como verá abaixo, a dica é optar por estudar junto a um plano assertivo, com boas aulas e professores renomados. Conheça os cursos do Descomplica e prepare-se para os mais diversos vestibulares com materiais de ótima qualidade.
Exercícios
1. (UFRRJ) Desde a pré-história, quando aprendeu a manipular o fogo para cozinhar seus alimentos e se aquecer, o homem vem percebendo sua dependência cada vez maior das várias formas de energia. A energia é importante para uso industrial e doméstico, nos transportes, etc.
Existem reações químicas que ocorrem com liberação ou absorção de energia, sob a forma de calor, denominadas, respectivamente, como exotérmicas e endotérmicas. Observe o gráfico a seguir e assinale a alternativa correta:
a) O gráfico representa uma reação endotérmica.
b) O gráfico representa uma reação exotérmica.
c) A entalpia dos reagentes é igual à dos produtos.
d) A entalpia dos produtos é maior que a dos reagentes.
e) A variação de entalpia é maior que zero.
2. (PUC-MG) Sejam dadas as equações termoquímicas, todas a 25 ºC e 1 atm:
I- H2(g)+ ½ O2(g) →H2O(l) ∆H = -68,3 Kcal/mol
II- 2Fe(s)+ 3/2 O2(g)→Fe2O3(s) ∆H = -196,5 Kcal/mol
III- 2Al(s)+ 3/2 O2(g)→Al2O3(s) ∆H = -399,1 Kcal/mol
IV – C(grafite)+ O2(g)→ CO2(g) ∆H = -94,0 Kcal/mol
V- CH4(g) + O2(g) → CO2(g)+ H2O(l) ∆H = -17,9 Kcal/mol
Exclusivamente sob o ponto de vista energético, das reações acima, a que você escolheria como fonte de energia é:
a)I
b)II
c) III
d) IV
e ) V
3. (Fuvest) Considere os dados da tabela abaixo, a 25 ºC e 1 atm.
a) Calcule a variação de entalpia (em kJ/mol) quando a base reage com o ácido para formar o correspondente sal.
b) Essa reação de salificação é exotérmica ou endotérmica? Por quê?
Gabarito
1. B
2. C
3. a) ∆H= –176 kJ/mol; b) Exotérmica.
Para ficar ainda mais fácil lembar da matéria, que tal ver esse mapa mental de termoquímica ? Ele vai te ajudar bastante a memorizar o que é essencial.
