TERMOQUÍMICA

TERMOQUÍMICA
Termoquímica
termoquímica é a investigação do calor produzido ou consumido nas
reações químicas. Trabalha com os conceitos de determinação do calor
envolvido em processo a pressão ou volume constante e
conseqüentemente com U e H correspondendo ao calor de reação
dH  q p  nC p dT
dU  qv  nCv dT
Transformação Física
H 2O(l )  H 2O( g )
vap H (273)  40,66 kJ / mol
Reação química
9
C3H 6 (g)  O2 (g)  3CO 2 (g)  3H 2O
2
 r H  - 2058kJ/mol
Reagentes
Produtos
Estado padrão – O estado padrão de uma substância, numa certa
temperatura, é o da substância pura sob pressão de 1 bar.
Variação de entalpia padrão – A variação de entalpia de reação ou processo
físico é a diferença entre as entalpias dos produtos nos respectivos estados
padrões e a entalpia dos reagentes, também nos respectivos estados padrões.
Pode ser referida a qualquer temperatura. Assumiu-se como temperatura de
referencia 298,15 K
Conceito de função de estado
Entalpia de reação
Variação de entalpia padrão
Entalpia de transformações físicas – variação de entalpia associada a
uma mudança de estado físico (entalpia padrão de transição)
H 2O(s)  H 2O(l )
0
 fus H 273
 6,01 kJ / mol
CONCEITO DE FUNÇÃO DE ESTADO
H 2O(s)  H 2O(l)
fus H
H 2O(l)  H 2O(g)
 vapH
H 2O(s)  H 2O(g)
subH  fus H   vapH
Entalpia de reação
Entalpia de transformação química – A entalpia padrão de reação é a
variação de entalpia associada a transformação de reagente no estado
padrão em produtos também no estado padrão
Reagente
isolado
estado padrão
no
Produtos isolados, puros,
respectivos estados padrões
H 2 ( g )  O2 ( g )  H 2O( g )
0
 r H 298
 - 241,82 kJ/mol
Efeito da quantidade de reagentes e produtos
2A  B  3C  D
r H 
 H
Pr odutos
m

 H
m
Reagentes
 r H  3Hm (C)  Hm (D)  2Hm (A)  Hm (B)
nos
Entalpia de reação
Lei de Hess - é possível combinar as entalpias padrões de várias reações para
se ter a entalpia de outra reação
A entalpia padrão de uma reação é igual a soma das entalpias padrões de
reações parciais em que a reação possa ser dividida.
Exemplo
9
C3 H 6 ( g )  O2 ( g )  3CO2 ( g )  3H 2O
2
C3 H 6 ( g )  H 2 ( g )  C3 H8 ( g )
C3 H8 ( g )  5O2 ( g )  3CO2 ( g )  4H 2O(l )
1
H 2 O ( l )  H 2 ( g ) O 2
2
0
 r H 298
?
0
 r H 298
 -124 kJ/mol
0
 r H 298
 - 2220 kJ/mol
0
 r H 298
  286 kJ/mol
Entalpia e temperatura
Entalpia de reação e temperatura – A entalpia de reação em
temperatura diferente da temperatura ambiente pode ser estimada a
partir da capacidade calorífica e da entalpia de reação na temperatura
ambiente. (ou outra temperatura qualquer)
T2
H (T2 )  H (T1 )   C p dT
T1
Exemplo
1
Pb(s)  O 2 (g)  PbO(s)
2
Pb(s) (T1 )  Pb(s) (T2 )
Pb(s) (T1 )  Pb(l ) (T3 )
H PbO( 298)  219000 joule / mol
CPb(s )  23,6  9,75x103 T joule / Kmol de 298K a Tm, Pb
CPb(l)  32,4  3,1x103 T joule / Kmol de Tm, Pb a 1200K
CPbO(s)  37,9  26,8x103 T joule / Kmol de 298K a Tm, Pb
CO(g )  30,0  4,18x103 T -1,7x10 5 T -2 joule / Kmol de 298K a 3000K
H m,Pb  4810 joule / mol a 600K
Tm,Pb  600K
Tm,PbO  1159K