TERMOQUÍMICA – CAP 5

ENERGIA POTENCIAL ELETROSTÁTICA: K= 8,99 . 10⁹ Jm/C²

e= 1,60 . 10⁻¹⁹ CEnergia química: Energia potencial acumulada nos arranjos dos átomos das substâncias.

Energia térmica: Energia cinética das moléculas da substâncias.

SI: Joule (J) 1 J = 1Kgm²/s²

James Joule(1818-1889)

EcEc==⅟⅟22 (2 Kg)(1m/s)²(2 Kg)(1m/s)² 1Kgm²/s² = 1J

•1cal = 4,184 J (exatos)1 cal é a energia gasta para elevar a temperatura de 1g de água de 14,5 ºC para 15,5 ºC

• SistemaSistema

• FronteiraFronteira

• Vizinhança ou meio ambienteVizinhança ou meio ambiente

TRABALHO CALOR

Movimento(Contra uma força)

Mudança de temperatura

ENERGIA

Energia transferida de um corpo mais quente para um corpo mais frio.

Se definirmos o objeto como sistema – nós – (como parte do sistema) - estamos realizando trabalho naquele sistema, transferindo energia para ele.

COMBUSTÃOMOLÉCULAS ENERGIACALOR

TRABALHO MOVIMENTO

Um corpo de 5,4 kg é levantado por uma pessoa até uma altura de 1,6 m do chão. Em seguida essa pessoa joga o corpo de volta no chão. Sabendo que no momento da queda do corpo toda energia potencial adquirida pelo corpo é transformada em energia cinética e que a pessoa realizou um trabalho W para elevar o corpo . Qual a velocidade do corpo no momento do impacto com o chão? (Adotar g=9,8m/s²)

W = Fd = mgh = (5,4)(9,8)(1,6) = 85 J

No instante do impacto a energia é totalmente convertida em energia cinética.

Ec=⅟2mv² =85 j = ⅟2(5,4)v² v² =(85)(2)/(5,4) v = 5,6 m/s²

RESOLUÇÃO

Conservação da energia

Energia de um sistema: Energia interna

ΔE(J)= q + Wq > 0 sistema recebe calor...q < 0 sistema doa calor...

W > 0 trabalho realizado sobre o sistemaW < 0 sistema realiza trabalho

Processos:•Endotérmicos: Sistema absorve calor•Exotérmicos: Sistema libera calor

q1 + W1 = q2 + W2 = q3 +W3

REAÇÕES EXOTÉRMICAS

A + B = C + D + calorHr > Hp, portanto ΔH>0

REAÇÕES ENDOTÉRMICAS

A + B + calor = C + DHp > Hr, portanto ΔH<0

mais estabilidade = menos energia = menor ΔH = reação mais espontânea

1. TEMPERATURA

2. PRESSÃO

3. QUANTIDADE DE REAGENTES E PRODUTOS

4. FASE DE AGREGAÇÃO

energia da fase sólida < energia da fase líquida < energia da fase gasosa

5. VARIEDADE ALOTRÓPICA

6. PRESENÇA DE SOLVENTE

 Os diferentes calores de reação

•Entalpia-padrão de combustão

•ENTALPIA-PADRÃO DE NEUTRALIZAÇÃO

•ENTALPIA PADRÃO DE DISSOLUÇÃO

•ENTALPIA-PADRÃO DE FORMAÇÃO

•MEDIÇÃO DO FLUXO DE CALOR•CAPACIDADE CALORÍFICA•CALOR ESPECÍFICO

Q=mcΔT

Q= quantidade de calorM= massac= calor específicoΔT= variação da temperatura

CALORÍMETRO = reação sob pressão constante

• Capacidade calorífica: é a quantidade de calor necessária para que um corpo aumente sua temperatura em 1 K (1ºC). • Capacidade calorífica molar: é a capacidade calorífica de 1 mol de substância (pura).

qsolução = - qreação

qreação=m(solução)c(solução)ΔT

BOMBA CALORIMETRICA

Calorimetria sob volume constante

qr = -Ccal x ΔT

Calor de reação (liberado)

Capacidade calorífica do calorímetro

Variação da temperatura

1g de C7H6O2 Produz 26,38 kj1g de C7H6O2 combustão ΔTcal = 4,857 ºC

Ccal= 26,38 kJ 4,857 ºC

·Lei de Hess

“A variação de entalpia envolvida numa reação química, sob determinadas condições experimentais, depende exclusivamente da entalpia inicial dos reagentes e da entalpia final dos produtos, seja a reação executada em uma única etapa ou em várias etapas sucessivas.”Lembre-se de que, ao multiplicar ou dividir os coeficientes de uma reação termoquímica por um número qualquer, deve-se multiplicar ou dividir o valor de D H desta reação pelo mesmo número.Devemos lembrar que, ao inverter uma reação termoquímica, deve-se inverter o sinal do D H, pois, se num determinado sentido a reação libera calor, para voltar, em sentido contrário, a reação terá que absorver a mesma quantidade de calor que havia liberado, e vice-versa.

2 C(grafita) + 1 O2(g) -> 2 CO(g) ΔH = ?

Podemos medir no calorímetro, porém, o ΔH das seguintes reações:

I.) 1 C(grafita) + 1 O2(g) -> 1 CO2(g) ΔH = - 94,1 Kcal

II.) 2 CO(g) + 1 O2 (g) -> 2 CO2 (g) ΔH = - 135,4 Kcal

Resultado:2 C(grafita) + 1 O2 (g) -> 2 CO(g) ΔH = - 52,8 Kcal

C6H12O6 (glicose) + 6O2(g) 6CO2(g) + 6H2O(l) + 2.803kj