TERMOQUÍMICA É a ciência que estuda as transferências de calor

1) TERMOQUÍMICA
É a ciência que estuda as transferências de calor associadas aos fenômenos físicos e químicos da
natureza.
Essa quantidade de calor é medida em aparelhos denominados "calorímetros" onde a quantidade de calor
trocada com o meio é nula ou desprezível e tem por unidade o Joule (J), ou seu múltiplo quiloJoule (kJ =
103J). Pode-se também utilizar a unidade "calorias" (cal) através da relação: 1cal = 4,18J.
1.1) ENTALPIA (H): é o conteúdo de energia de cada participante da reação.
Para qualquer reação, a pressão constante, podemos encontrar o valor da diferença de entalpia (∆H) do
processo, isto é, o calor de reação (∆H), onde ∆H é igual à entalpia dos produtos (HP) menos a entalpia
dos reagentes (Hr):
∆H = Hp - Hr
☺IMPORTANTE:
Transformações físicas endotérmicas (absorção de calor): sólido→ líquido → gasoso
Transformações físicas exotérmicas (liberação de calor): gasoso→ líquido → sólido

a)
VARIAÇÃO DE ENTALPIA EM REAÇÕES QUÍMICAS
Reações Exotérmicas: Quando uma reação exotérmica acontece, o sistema formado pelos
participantes dessa reação libera calor para as vizinhanças (meio ambiente).
Ex: H2(g) + ½ O2 (g) → H2O(l) + 258,8 kJ
Por convenção podemos escrever essa equação da seguinte maneira:
H2(g) + ½ O2 (g) → H2O(l) ∆H = - 258,8 kJ/ mol
Graficamente, essa reação pode ser representada por:
H ( E n t a l pi a ) - R e aç ã o E x o t ér m ic a
H
H
2 (g )
+ ½ O 2 (g )
r
i n íc i o
H
H = Hp- Hr
H 2 O (L )
p
fi n a l
D e s l o c a m e n to d a r e a ç ã o
Figura retirada de: www.quimicahpg.hpg.com.br
b)
Reações Endotérmicas: Quando uma reação endotérmica acontece, o sistema, formado pelos
participantes dessa reação, absorve calor das vizinhanças (meio ambiente).
Ex: HgO(s) + 90,7kJ → Hg (l) + ½ O2 (g)
Por convenção podemos escrever essa equação da seguinte maneira:
HgO(s) → Hg (l) + ½ O2 (g) ∆H = + 90,7 kJ/ mol
Graficamente, essa reação pode ser representada por:
Extraída de:www.quimicahpg.hpg.com.br
1.2) EQUAÇÃO TERMOQUÍMICA
Para representar corretamente uma equação termoquímica, ela deve apresentar os seguintes dados:
- coeficientes estequiométricos dos reagentes e dos produtos;
- estado físicos dos participantes;
-especificação da variedade alotrópica do participante;
- temperatura e pressão em que a reação é feita;
- ∆H da reação;
- para reações realizadas nas condições padrões (T= 25 0C e P= 1 atm), usa-se o símbolo ∆H0.
☺IMPORTANTE:
Por convenção toda substância simples no estado padrão, tem entalpia de
formação igual à zero.
Formas alotrópicas estáveis: C (grafite), S (rômbico), P (vermelho), O2(g)
1.3) LEI DE HESS
“A variação da entalpia de uma reação é igual à soma das variações de entalpia das etapas em que
essa reação pode ser desmembrada, mesmo que esse desmembramento seja apenas teórico”. (Tito e
Canto – 2009- Ed. Moderna)
Para aplicação da Lei de Hess observam-se três propriedades: extraído de :www.quimicahpg.hpg.com.br
1ª) O valor de H é diretamente proporcional à quantidade de reagentes e produtos.
H2(g) + ½ O2(g)  H2O(l) H = - 68kcal.
2 H2(g) + O2(g)  2 H2O(l) H = - 136kcal.
2ª) A reação direta e inversa apresenta o mesmo valor de H, porém com sinais opostos.
H2(g) + ½ O2(g)  H2O(l) H = - 68kcal.
H2O(l)  H2(g) + ½ O2(g) H = + 68kcal.
3ª) A soma das etapas de uma reação fornece o H da reação global.
1ª etapa: CH4(g)  Cgr + 2 H2(g)
H1 = + 17,9kcal.
2ª etapa: 2 H2(g) + O2(g)  2 H2O(l) H2 = - 136,6kcal.
3ª etapa: Cgr + O2(g)  CO2(g)
H3 = - 94,1kcal.
etapa global:
CH4(g) + 2 O2(g)  CO2(g) + 2 H2O(L) H = - 212,8kcal.
1.4) ENERGIA DE LIGAÇÃO
É a energia absorvida na quebra de 1 mol de ligações no estado gasoso, a 250C e 1 atm.
☺IMPORTANTE: A quebra de uma ligação química é um processo endotérmico. E a formação de
uma ligação química é um processo exotérmico.
ALGUNS EXEMPLOS DE ENERGIA
DE LIGAÇÃO
LIGAÇÃO
ENTALPIA
(kJ/mol)
436
H
H
H
O
464
N
N
163
N
N
514
N
N
946
C
H
413
N
H
389
O
O
498
O
O
134
C
O
799
EXERCÍCIO RESOLVIDO:
1- (Unicamp-SP) A hidrazina (H2N-NH2) tem sido utilizada como combustível em alguns motores de
foguete. A reação de combustão pode ser representada, simplificadamente, pela seguinte equação:
NH2
NH2 (g) + O 2 (g)
N2(g) + 2 H 2O (g)
A variação de entalpia dessa reação pode ser estimada a partir dos dados de entalpia das ligações
químicas envolvidas.
a) Calcule a variação de entalpia para reação de combustão de 1 mol de hidrazina.
b)
Calcule a entalpia de formação da hidrazina sabendo-se que a entalpia de formação da água no
estado gasoso é de – 242 kJ . mol-1.
OBS: Utilizar os dados de entalpia por mol de ligações rompidas da tabela acima.
SOLUÇÃO: a) Nesse processo ocorre:
quebra de 4 mol de ligações simples N
H : + 4 .389 kJ
quebra de 1 mol de ligações simples N
N
quebra de 1 mol de ligações duplas O
: + 163 kJ
O : + 498 kJ
formação de 1 mol de ligações triplas N
N : - 946 kJ
formação de 4 mol de ligações simples H
O : - 4 . 464 kJ
Efetuando o somatório geral, chegamos a:
∆H = - 585 kJ/mol
b) ∆H = HP – HR =
- 585 = [0 + 2 . (-242)] – [∆Hf(hidrazina) + 0]
∆Hf(hidrazina) = + 101 kJ/mol