Termodinâmica

Termodinâmica

• (Def.): é a ciência que estuda as

transformações de energia.

• As reacções químicas absorvem ou

libertam energia, geralmente na forma de

calor.

Entalpia, H

• Calor absorvido ou libertado durante uma transformação

a pressão constante.

– O que se mede normalmente é a variação de entalpia

H = H (produtos) - H(reagentes)

• Processo endotérmico absorve calor: + H

• Processo exotérmico liberta calor: - H

• Unidades de energia: SI é o joule (J); 1cal = 4,18 J

Determinação da energia reticular

• Ex: NaCl

• Energia Reticular: é a quantidade de energia libertada

quando um cristal é formado a partir das suas partículas

componentes na fase gasosa; geralmente é expressa

por mole de substância; é a força com que estão unidas

as partículas de um sólido.

• Cálculo de Born – Haber

Líquidos

• O líquido pode ser formado

1. Fundindo um sólido: a energia é absorvida de

modo a superar as forças de atracção entre as

partículas no retículo cristalino;

2. Condensando um gás: a energia é retirada

quando as forças de atracção são estabelecidas.

Evaporação e pressão de vapor

Curva (a) Indica que a maioria das moléculas possui energia cinética baixa, a temperatura baixaCurva (b) Indica que a maioria das moléculas possui energia cinética alta, a temperatura alta

Pressão de vapor

• É a pressão exercida por um gás em equilíbrio com o seu líquido

• Depende da tendência que as moléculas têm de escapar da fase

líquida; quando as forças intermoleculares são fracas, as moléculas

tendem a escapar com facilidade e a pressão de vapor em equilíbrio

torna-se alta.

• As curvas têm a mesma forma• A pressão de vapor aumenta com a temperatura• Ponto de ebulição de um líquido: é a temperatura na qual a pressão de vapor do líquido é igual à pressão atmosférica

Equação de Clausius – Clapeyron(Exercícios)

• Serve para determinar o Calor de Vaporização (Hvap)

de um líquido a partir de dados de pressão de vapor;

usando gráficos pressão de vapor vs temperatura;

• Determinar o Calor de Vaporização (Hvap) quando a

pressão de vapor for conhecida a duas temperaturas;

• Determinar a pressão de vapor a uma dada temperatura

se o Hvap e a pressão de vapor for conhecida a uma

outra temperatura.

Entalpia de formação padrão (Hfº)

• (Def.): é a variação de entalpia quando se forma uma mole de um composto

a partir dos seus elementos à pressão de 1atm. Embora o estado padrão

não especifique uma temperatura. Usaremos sempre valores de Hfº

medidos a 25ºC.

• aA + bB → cC + dD

• Hreacçãoº = [cHfº(C) + dHfº(D)] - [aHfº(A) + bHfº(B)]

• Hreacçãoº = ΣnHfº(produtos) - ΣmHfº(reagentes)

• n, m são coeficientes estequiométricos

• Ex: Na (s) + Cl2(g)----> NaCl (s) Hºf = - 412,1 kJmol-1

1º Primeira Lei da Termodinâmica

• Baseia-se no Principio da conservação de energia. Esta Lei diz que a

energia pode ser convertida de uma forma noutra, mas não pode ser

criada ou destruída.

• Diferenças de energia E podem ser atribuídas ou a

– Calor adicionado:

q = E = E2 - E1 ou a

– Trabalho executado

- W= E = E2 - E1

por ex.: trabalho de expansão contra uma pressão externa

W = Pext V

Lei de Hess

• Estabelece que a variação da entalpia para qualquer reacção

depende somente da natureza dos reagentes e dos produtos e

não depende do número de etapas ou do caminho que conduz

dos reagentes aos produtos (recorremos a essa lei quando

determinamos a energia reticular)