Entalpias de reação - Dr. Edenilson Niculau

Universidade Federal do Tocantins
Ligação química covalente e entalpia
Prof. Dr. Edenilson dos Santos Niculau
[email protected]
Blog: profedenilsonniculau.wordpress.com
Entalpias e forças das ligações covalentes
•Entalpia de ligação ou energia de ligação: Variação de entalpia, ΔH,
necessária para quebrar uma dada ligação em 1 mol de moléculas no
estado gasoso.
•
Pra molécula de Cl2, a E(Cl-Cl) é dada pelo H para a reação:
Cl2(g)  2Cl(g).
•
Quando mais de uma ligação é quebrada:
CH4(g)  C(g) + 4H(g) H = 1660 kJ
•
A entalpia de ligação é uma fração do H para a reação de
atomização:
E(C-H) = ¼
H = ¼(1660 kJ) = 415 kJ
13
Entalpias e forças das ligações covalentes
Entalpia de ligação e comprimento de ligação
•
•
•
Sabemos que as ligações múltiplas são mais curtas do que as
ligações simples.
Podemos mostrar que as ligações múltiplas são mais fortes do
que as ligações simples.
Quando o número de ligações entre os átomos aumenta, os
átomos são mantidos mais próximos e mais firmemente unidos.
19
Entalpia de ligação
Ligação simples < ligação dupla < ligação tripla
14
Entalpias e forças das ligações covalentes
Entalpias de reação
Hr = energia total fornecida – energia total liberada
Hr = entalpia ligações rompidas – entalpia ligações formadas
= S EL(reagentes) – S EL(produtos)
Eq. 9.3
15
Entalpias e forças das ligações covalentes
Entalpias de ligação e entalpias de reação
•
Ilustramos o conceito com a reação entre o metano, CH4, e o
cloro:
CH4(g) + Cl2(g)  CH3Cl(g) + HCl(g) Hrxn = ?
16
Entalpias e forças das ligações covalentes
17
Entalpias e forças das ligações covalentes
Entalpias de ligação e entalpias de reação
•
Nessa reação, uma ligação C-H e uma ligação Cl-Cl são quebradas
enquanto uma ligação C-Cl e uma ligação H-Cl são formadas.


H r   E  C-H   E  Cl-Cl    E  C-Cl   E  H-Cl 
 104 kJ
•
A reação como um todo é exotérmica, o que significa que as
ligações formadas são mais fortes do que as ligações quebradas.
18
9.13
Calcule a entalpia da reação para o processo
Compare o resultado com aquele obtido usando a equação
(6.18).
20
9.13
Solução Nós iniciamos contando o nº de ligações quebradas e
o nº de ligações formadas e as correspondents mudanças de
energias.
Contamos o total de energia fornecida (entalpia total dos
reagentes) e energia liberada (entalpia total dos produtos)
21
9.13
Usando a equação (9.3), nós escrevemos
Alternativamente, nós podemos usar a equação (6.18) e dados
tabelados para calcular a entalpia da reação:
22
9.14
Estime a entalpia de combustão para o gás hidrogênio:
23
9.14
Estratégia: Nós seguiremos os mesmos procedimentos do
exemplo anterior
Entretanto, H2O é uma molécula poliatômica, e então
precisaremos usar a média para o valor de entalpia da ligação
O−H.
24
9.14
Contamos o total de energia fornecida (entalpia total dos
reagentes) e energia liberada (entalpia total dos produtos)
Usando a equação (9.3);
25
9.14
Este resultado é uma estimativa, porque a entalpia de ligação
O−H é uma quantidade média. Alternativamente, nós podemos
usar a equação (6.18) e dados tabelados para calcular a
entalpia da reação:
26
Algumas referências
1. ATKINS, P.; JONES, J. Princípios de Química. “Tradução de” Ricardo Bicca de
Alencastro. 3. ed. Porto Alegre: BOOKMAN, 2006. 968p.
2. CHANG, R.; GOLDSBY, K. A. Química, 11ª ed, MacGrall-Hill Education, 2013.
3. BROWN, T. L.; LeMAY, H. E.; BURSTEN, B. E.; BURDGE, J. R. Química : A ciência central.
“Tradução de” Robson Mendes Matos. 9. ed. São Paulo : Person Prentice Hall, 2005.
4. RUSSEL, J.B. Química Geral, MacGrall-Hill Ltda. São Paulo.
5. BRADY, J & HUMISTON, G.E. Química Geral. Ed. Livros Técnicos Científicos, Rio de
Janeiro, 1981.
16