O que eu devo saber sobre Termoquímica?

04/10/2017 Camila Paula

Para te deixar ainda mais preparado para a prova, fizemos um resumo sobre Termoquímica. Assim você estuda de maneira mais assertiva e tem mais chances de vencer o vestibular. Preparado?

termoquimica

A Termoquímica estuda o calor das reações

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 influir no valor da entalpia. São eles:

  • proporção estequiométrica;
  • estado físico;
  • estrutura cristalina;
  • temperatura;
  • pressão;
  • variação da entalpia.

Exemplos:

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, ou seja:

ΔH = Hp – Hr

Contudo, só conseguimos determinar a variação de entalpia de uma reação. O que significa que 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 substâncias.

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:

  1. Temperatura de 25ºC;
  2. Pressão de 1 atm;
  3. Estrutura cristalina ou alotrópica mais estável (se for o caso);
  4. 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.

termoquimica-1

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.

termoquimica-2

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

 

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:

termoquimica-3

 

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.

termoquimica-4

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.

Camila Paula

Camila Paula escreveu 2655 artigos

Deixe o seu comentário!

Seu endereço de email não será publicado. Campos obrigatórios são marcados *