94 Unidadô 2 - TêÍmoquÍmicã

Copfrulo IAs reoções químicos e o energioInfÍoduÉo

Um dos maiores problemas do homem, desde os temnrs pÌé-hislóricos, é encontraruma maneira de obter enersia.

Endqìa pâia ãquecèlo nos úorcs do inwno. Enssìâ pan eiomÍ e de*nvolvs sms indúslÍias.

Eneqia paÍa lÍansponá10 ds üm canlo a oú1Ìo desle vaslo

EneÍsiã paÍa a mnulençào de sua vida e paía o su la4r, prod@indo sons, imageN e lanlasiâs.

A font€ primáÌia de energia dó nosso pranera e oSol. que nos aquece. i luminâ e l rans lere energia, acumu-lando a de várias formas, principalmente nos vegetaisverdes, através da reação denoÍÍi]dada fotossíntese.q energia (olar arma/rnada pela cana \ai aparecercontida nas ligações químicas entre os átomos de cdràono, hìdtogênio e origênio que formam a molécula do át-cool (etanol).

Na reação violenta com o oxigênio (cornbustâo),quebram-se as ligações das moléculas de €tanol e oxigê-nio, produzindo outras moléculas: água e dióxido decarboÍo. Há também liberação de crlo/, que será rransformado em movimento, nas rodas do caÍÍo. Essa éumâ forma simples de obte nos eneìBìa, no caso o catorllberaílo ta combusfio.

czHjoH + 30! - 2co, + 3H,o + f!ãióll,álcool L't ç!^'-

As medidos do coloÍ_ Não definiúos ere,'gid, mas podemos conceittrâla como a capacidade de rcatizar tru-balho.

^sim. há equi\aléncia enrre energia e rrabalho e suas medidar. ramo" aorisenLa,

algumas dessas unidade. de medida - em e.peciat a, relat i ra. ao calor . e o. làrore, d.

dJi-ffi Exercício tesolvidoERI) Convel ter 1254OJ em cal .

Sabemos que 1 cãt equivate a 4,18 J. Assim, remos:

4.18J ' l cal t254O.J: t cãl12540 J - 4.18J

Rêsposra: 12 54O J - 3OOO cal.

co o,ì, iá :ï:11" ": '"::"+r::t': - . , Ì . . , ' l

Quantidade de calor neces-saria para elevar de l"Ca tempeÌatura de 1 g deágüa, de 14,5o C a 15,5'C.

Quantidade de calor necessária para elevar del"F a temperatuÍa de I li-bra (453,6 s) de ásua.

Trabalho realizado p€laforça de t newton (l N)que, aplicada a um corpo,desìoca-o na sua direçãopela distância de I m.

1000 cal = I kcal (quilo-câÌoria)l06cal = I Th (termia)

L BTU = 252 cal t I = 0,239calI caÌ = 4,184 J

x = 30OOcãloux = 3kcal

ffi ExercÍcrbs de oPrcndizogemEÀlì Faça âs convenõs de unidade!:

arì168Jemtâl d)5zkcaleúJbì lThemBTU el ÌTtelrJc) 300í10 BTU an cal 0 m920 J em cal

0 colol nos reoções quÍmicosPodemos descÍevff a reação de formação da água líquida atÍavés da equâção quimica:

Nessa equaç;o. de.cle!emos apenas os aspectos qurmico' da( (Lrb{ancias: o hidrogè

nioè gàs, o oxigènioé gas e a agìt4e l rquroa---- -g-nìiêtuntoipoa".ãs descr€ver a reação de formâção da ásua Ìiquidâ indicando' alérr

dos aspectos quimicos, também o caÌoÍ envolvldo:

Essa equação nos mostra que há formação 'le

câlor' ou seja' hít lìbercção de caloÍ

(68,3 kcal poí mol de àgua formado)'"- vu.ài ,r . , . r . , . r , ulord. a formaçáo do monó\idode ni l Íogènio apart i r dos 'eu' eÌe-

Fornecendo €nergia, temos:

Nrc) + Orc)

Porém, a convenção manda qüe aDessa torma, temos:

unidâde 2 Ìe'moqurm'câ

f,42) Umâ sala é equipada coÌn un condicì0nadoÌ de ar,e na placâ de identilìcnÉo 6li €stÍito "capacìda_de 20000 BTU". S€ o fabdcrnte los obÍigado anâcionalizaÌ os dados, pasândo N iní0m49ãopda cal, o que mnslaia na iova Placa?

Nesta equação,sorção de calot (43

+ 43 kcâl -

além dos aspectos quíúicos, observamos que'

kcal para 2 moÌes de NO(g) foÍmaclos)'

2NOG)

no segundo membro da equação

Éíâ reaqáo não ocorre esponianeaúeíle; na

nêcesida{ie de lornecernos enersia ao sistúa

para eÌa ocorrer, há dó-

Conclusão:A experiência demonsrra que enistem reaçòes que tiberam e rcações que absoryem calolIro seÌr desenvolvimento,Quanto ao caloÍ envolvido, uma reaçâo poale s€t exotérmica o,r en(lotérmica:

q\ando a reação libetu calor(exo = para fora).

EndotéÍmica: qnando areação abso ecdlo/ (endo = paÌa dentro).

]À ' . !N:,c, + O:, ! * 2NOL.] 1- 43 kcat i

calor absoNido

Hrro + 1^tv'zc, - ",o,,, '-.ág,,!1ri

calor tiberado

En|0lpioChàmamo' de entdlpn a.omdlór ia de loda\ d. energiâ( cont idaç em um si . Ìema quim)_

co, rais como a energia que mantèm 05 aromos unidos n; lormaçào dd. , ; l ; ; ; ; ; ; l ; i ;ração destas dentro do sisrema, bem como as €nergias potencial ;cinética a"i".i

^.feìrrìiSimboÌizamos a entalpia por H.

Entalpia (H) é o conteúdo gtobat de ener?ía (calor) de um sisíema.

A Termoquimica nào se preocupa em explicar o que é entaÌpia (H), nem fornece rneiospara a sua delerminação numérica; porém, isso não é imporrante, pois não interessa conhecer o conteúdo energérico do sist€ma, mas sim a variação desseco;teúdo, q"anao o siste_usolre uma transformação quimica,Chamamos de ,rariação de mt(r[pía a quantidade de calor que podemos mediÌ. sobprelsão con\tdnle. em uma reação quimica. a o cator re.utranre didi f i rença do, conreudo.energetrcos antes e deDois da Ì€acãoSimbolizamos a vàriação de ;nralpia Dor AH.Sempre qÌe calculamos a variaçao 1Af ae uma rnediala qualquer, o fazemos subtraindoo valor inicial do valor finât:

variação (^) : valor finaÌ - valor inicial

^H=H,

Unidade 2 ÌêÍmoquÌmica

Vejamos, então, o sinal algébÍico do ^H

paÌa as reações exotérmica e endotéímica:

Equo$o leÍmoquÍmicoAo representarmos a equaçâo quimicâ e o calor nela envolvido, o fizemos como se esse

caÌor fosse um dos reag€ntes ou um dos produtos da reação. ErÌtretanto, essa não é a formâabsoìutamente correta de Íazer essa representação.

A equação temoquímica é a foÍmâ correta de representar a reação Auímica e o calotneÌaenvolvido, Essa equação deve contertodas as informaçôes referentes à reação e às condições em que a mesma ocoÍe. temperuluru e pressio, estadofísíco dos pa icipaníes e va

TempeÍoturo e prossõo sm que 0 Íeoçoo ocoÍÍe25'C, 1 atm indica que a reâção ocolre nas coldições ambieníes;0'C,1 atm indicá

que a reaçáo ocorre na. condições nomoi..Não havendo indicação de temperatura e pressão, subentendemos que a reação ocoÍÍe

nas condições ambientes.

' :J

NlG) + o,{s) - zNo*, 1,,.+êïç'ìú l

O sistema ìnicial ganha calor ao seconve er no sisrema final. Logo, pod€-

H,)H,

ÂH=Hr H)0

O si al posìti|o do valor de ^H

indi-ca qüe

^ Íeação ê endotérmial

N:(s) + o:G)- 2NoG) ^H

= +43kcal

- u,çu,lTÍ{ï:.k-6l

O sistema inicial perde calor ao seconverter no sistema fiml. Logo, pode-

H,(H,

ÀH = Hr H;(0

O sìnal negathro óo v^lor de ^H

indica. qüe a Íeaçâo ê exotémka.

LH:is +

2 U: isr- H,Ur,rAH = Oõ.J kcâl

capÍÌuo 1 as Íêâqões auímics e ã sdoiâ 99

E$odo fisico, ds ogÍegoçto ou ototÍópico dos poÍticipontssTemos:HrOr,r água no estado só1,7oCSr,u dissulfeto de carbono /r4,idoCO:er dióxido de carbono gdsosoHrO(") vapot de âgraCc^nr) carbono gtufiteCtú^

") caÍbono diamante

HNOr(""".) ácido nitrico concentrudoHclrdi) iLcido cloridíico diluídoNHaCI("q) cìorcto de amônio em soÌução aqrosa

VoÍioFo de enfolpio (AH)A indicação do

^H nos mostra se â reação é erdotémica ou exotémica.

Observe:

Essa equaçâo termoquimica nos mostra que:a Íeâção ocorre nas condições ambiertes (25 " C, I atm), sendo empregâdo c aÍbono grufi-íe e oxigênio gd.roso e sendo obtido dióxido de carbono gd.roso;a reação ê exotémica,liberando 94,1 kcal por mol de CO! 1bÍmado.

ffi Exercíclos de oqendizogem Wt"{:l) Classifique âr Ìqgõs abaixo en endotéÌrìricas e exoiéÌmicas:

aì H,O r , - H,c, I toru, ^H - Ò8.Ì lcdlmol

b) CHll9 + 2o:id - CO?c) + 2HjOí) AH = 210,E kcavnol

c) H(:r)+ OHeo ' H,Oo Afl = ll.0 kcâl/nol

lA4) EsÌwa d equações temoquíniss paÌa as Ìeaçoes abaixo, ftalizadas nas condigõs ambienles:a) I noì de câÍbono gnlìle @se mn 0,3 mol de oxìgênio gâsoso, pnduzindo I noì de nonóndo de câóono saso

so. A taÍiâúo da e0u.piâ e de À.5 tcal e o procr\o è exorermico.b) Disblv+e I úol de cloÌelo de anônio en água Iíqüìdã süficieile. LibeÍam-se I noì de catioN mônio aquoso e

I mol de anions ?loEto aquom. A vâÌiaÉo de enlaìpia é de 3,9 kcale o procrsso é endotómÍso.c) I rol de enxohe liquido rease con I mol de oxigênio sâsoso, pÌoduzindo I noì de dióndo de en xofrc sasoso e Ì

btrâido 7l lcll.d) I nìl d; carbono eraíte rease com 2 nols de enxorÌe rôúbico, produzindo I môl de sulfero de caòoro tíouido

absorendo 19 kcal.

10O u.d"d. , Ì - - .q.- . .

ffi Exercícr'os de fixoçõo WEF1) Numa rêãção endotórmica, a entalpia dos produtos é:

al menor qLre ã dos reãgentes. c) ìgual à dos rcagentes.

f,45) De a kíüra das srguidtes equações teÍnoquímicâsl

a) corÊr + +o,e) - colo AH = -94,i kcal (25dc. I a1')

b) NHrkr + +otre) - ]u,o,,, r |r,, aH = -91,4 kcar (25ôc. I âtD)

c) Hri!ì + Clrd - 2Hclid ^H=

44 kcal (25oc,I aÌn)

d)cao+ +or1"1 -

câoo ^H=

l51,8kcal125oc, latm)

, b) maiof que a dos Íeagentes. d) Depende da reação.

EFz) Numâ reação exotérmicâ, â entalpia dos produtos é:

^ a, menor que a dos reagentes,b) maior que â dos rcagentes.

1ÈÈ5r rrãoa a equacao H2ie | 2o?s

. H)o,

pressa por essa êquãção mostra que:a) a fomação de I molde água líquida a paltÍde hidrogênio e oxigênio gasosos absorue

68,3 rcà1.ì,b) a formacão de 1 molde águâ líquida a padir de hidrogênio e oxigënio sâsosos tibeÍa

64,3 kcal .c) H20em qualquêr estado f ís ico, a panirde Hre Or, também em quatquer estado f ís ico,

libe.a sempre 68,3 kcal.d) a equacão não pemite nenhuma conclusão quanto ão estadofísico dãs substâncias e

se o calor é libeíado ou absoruido.

EF4ì ObseNe as equacões termoquímicas:

r) H,o, H,, . . - ;o s aH _ . r 68,3\cal

l l ) 2crs€Í iêr + 3Hr{sr * crH61o) AH = ' 2o,5 kcal

cì igual à dos resgentes.d) Depende da reação.

ÀH : 68,3 kcãl/mol, â reação ex-

rrr) Fer"r + +o,rq) - Feor.ìlv) cÓ,Ì ,) - c leorer + ouier

^H = - 64,94 Kcal

AH = +94,1 kcal ,São endotémicas as resções indicadãs nas equãçóes:ãì le l l . b) | e l l l . c) l l e l l l . d) le lv.

EFs) Dê a loitura das seguintês equações temoquÍmicas:a) Crq." Í , , r + 2f t21ej

- cHakr

^H = -17,9 kcal(25ôC, 1 atm)

b) Cro. , fur + 2clr is) -

cclars) ÀH : 33,3 kcal{25oC, 1 atm)

c) Na.€, i Cl / . . , NãC|," . ^H

- 98.33 kcal{273 K, 1 arm)

d) Hro{r - HrO{v} AH = + 1o,5 kcal(25'C; 1 atm)

Í

câpruo ì as Ìêaçòes qú'ú.* . "

*-o ' . 101

Gr6Íicos de entqlploDada a reaçâo de hidrogênio gasoso com oxigênio gasoso para produzir I mol de água

líquida, nas condições ambientes, podemos expressar o fenômeno pela equaçào teÍmo

., ì^

Íeâaen&s produto(H,) (Ht

Vamos repÌesentar essa reação em um sistema de coordenadas, colocando a entalpiaem ordenada e o 'enl ido da reaçào em ab.cissa:

tnralpiolfit

n,,. Io,,,

^H = -68,3 kcâl/mol(25'C, I atm)

O gráfico deixa claro que houve perda de caÌoÍ.

Observe, agora, a reação inversa, ou seja, a decomposição de I mol de água liquida,produzindo hidrogênio e oxigênio gasosos, nas condições ambientes. Temos a eqüâção teÌ-

. . Ì ^! . - '_/J

r€ag€nre prodürôs(HJ (H'

Então, o gráfico é o seguinte:

f.l8lpia{Hl

i Hr0ur

H,hr.+o?,0,

$niido d. rc.çlo

^H = + 68,3 kcaÌ,hol(25'C, 1 atm)

H'<H'ÀH<0

.eação exotérmica

H'>H'

^H>0reação endotérmica

I .-:-- ,f-| // \ Btol

! ,,0* /f| "w"tt"

O gráfico revela claramente que houve ganho de calor.

102 uniaaoe z re'moqurmica

ffiR á(ercÍclos de oprendizogem ffiffif,Âo Iâça os sÌáficos de entálpia pâra as rerÉe3 indicâda p€las equâçoes reÍmoquinicâs e ctasdfique-as quánto ao calor

âì câ., I cú.Í. , iore - câcoìü ^H

- zEEkcal

b) Nro + 3Hzo - 2NHrG)

c) Fe(,) + +o,c) - Feoo)

d) ce"ÍD + 2Hro - CHaii)

e) Hrro + Soo-r + 2orrgr - HrSoir0 Ag = -193,9 kcal

f) CaO,", - Ca,,, + jOru

s) HrO,o - Hrc) + Orc)h) C?H6li) r 2C6úr + SHrc)

AH = - 22,0 kâl

AH = -64,1 kcâl

AH = -l?,9 kcal

ÀH = +l5l ,9kcal

AH = + 4{,8 lcâl

AH = +2r,2 kcal

['{?) Dado o sÌáfico de eitâlpiâ para üÌna reâção genEìca, Ìsolva ar questões abaixo:

Enralpi. {Hl

Cld + 2So)

ar ticna a equagão rrÌmoquimicâ, no senrido m que â reaçào efl.i ocorÍendo \,' ! .' '\-6 C\'?'!)

br Qual o üd do a[? f '=--cì QM,o ao deknLolvineno de caloÌ. crdsÍiqR a Ração em eúdmicá {l{Ia)

FofoÍes que inÍluenciom o AHUma r€ação quimica acontece condicionada a úma série d€ fatores, internos e €xternos,

que pod€m influir no seu balanço enetgético €, portanto, na variação de entalpia ( ID.De um modo geral, esses fatoÍes são lemperatüra, estado íísico, estado alotrópìco e

InÍluêncio do lemporotuÍoNa determinação da variação de entalpia (^tI) d€ uma reaçâo química, é impoÍante

obseNar a temperaúura do meio em que a mesma ocorre.ObseÍve o €xemplo da reação do gá's metano com o gás oxìgênio (combustão), em dife-

r€ntes temperaturâs ambientes, mantendo constante a pÍessão de 1 atm:

CS,u)

capituró 1 as reacões quimictr e a eneÌsia 1O3

20'c 210,8 kcaÌ

25"C 212,8 kcaÌ

InÍluêncio do estodo fisicoOs estados fisicos (sólido, liquido ou vapor) são obtidos por absorção ou iiberação de

calor. Obs€Ìve o esquemai

ganhacalor ganha caÌor

Perde caÌor

Note que no sentido sólido-vapor o sisiema ganha calor a cada muatança ale estado. er_quanto no sentido vapoFsólido o sisrema perde caÌor. Desse modo, a eníatpia do sólido enenur que a do ltqüìdo e esto e mcnor que a do vapot.

Hsario" ( H.,u",d, ( Hu.o",

)

104 u"idade 2 Ìeimoq,imi""

AssÌm, o estado fisico dos reagenres e pÍodutos é um fator imponanre na determinaçãoclo

^H de uma reação.

Observe o gráfico abaixo, qüe nos mostrâ a reação de obtenção da água Ìros tÍês estados fisicos, a partir de hidrogênio e oxigênio gasosos:

Enr.lpia lH)

H,,_ + 0,,O sráfico deixa evidente que

a entalpia do sólido é a menor:

Ha:o1,y < Hu.ou, ( Hgr6,",

V€ja as equações correspondentes:

u,, , , + jo, , , , - H,o,, , ÀH, = -56,1ç""tr-otdeH:o vapor

H,,,, + jo,*, - H,o,,,

n.,., + jo,,, - n,o,,,^H:

= 68,3 kcaÌ,hol de H:O liquido

AHì = 70,0 kcal,hol de H:O sólido

Observe que a obtenção da água, nos diferentes esudos fïsicos, provoca acentuadas di-lèrenças no valor do

^H da reação. Ocorre liberação de maior quantidade de calor na foÌ-

mação de água sóÌida (70 kcal por mol) do que na formâção de água liquida (68,3 kcal pormoÌ) ou de vapor de ásua (58,1 kcal por mol)-

Qudl o signirtcado de L'Ia?Note, no gráfico, que

^Ha corÍesponde ao calor envolvido na transformação de vapor

de água em água Ìiquida e na transformação de água liquida em vapor d€ água. Assim,

. Tíansfomação de vapor de áEu1t em água líquída (condensaçao)Nesta traüsformaçâo o

^Ha recebe o nome de ertolpìa molt de condensdçdo e corres-

ponde ao caior liberado na condensaçào de 1 mol de vapor de água, nas condições am-

(processo exotérmico)

(processo endotérmico)

As Ìôâçõ€s quÍmjcas ê a

Qual o signi|icado de LÌJ.?

',.,f :ï:?,ïx'ài,ï.'J:#"'"ïi:if*;:_ïlïïïï:ï?,ï? ïïâïiiïï::Í;,i:Â*ï

iïFïf rt#"Í#:#;ínï^:r;Jírit##!Ít;^0e,1í*"fíí,,"":rïil!$ iïigtuitïiig (processoexo,érmico)

. Trunsl,oma?ìo de agua ,òtida em o|ua hquÌda (lusào)L\esÉ rranstbrmaçào o ^H.

recebe ã ""--"*r",

"u".,iiià "à-i,i'aã';ï iïïi.'.ïff$:,i::,,i::l::ií!:t#",":&rrespondeao

(processo endotérmico)

hfluôncio do estodo ololÍópico

"" o:iill:;,ï ""Ín*ro

quimico rorma subsrâncias simpÌes diferemes, ocorre o fenôme-!ntão:

; :1: ;i: # "i i n:#:""iïZí?iff#,!;0 * * ^

s u b s t ô n c í as s i mp tes c o ns t ì tu í da s

"",,?;i'ïï::,:i;il:'.",fii:lïlii::#.ï:T:,oìes5e íenômrno, pois é enconLÌado na

dua, est ru r ums crisuììn;; ffi ;;ïffi ;.".":ï#;liJïï';;;"',0''""cias amorra.. e

0 diamnle é tomDdo ap€n.; Á glalit, taÍúán á tonEd;aperìas poÍ áromos dê caóona

nelhulo cdsiatino do dhnante. Rcthulo üislarno dd gÌÊÍire.

lOG u.d.d. , ro-oqúlm.à

PaÍa que os átomos de carbono formem essas diferentes esrÍìrturas, sào nec€ssáriasquantidades diferenres de €nergia (energia do rerículo cristalino); assjfi, as entalpías (}dì,ou conteúdo energético total do djamante e da grâfite, são djferenres.

Quando executamos a rcaçào de &rbono sólìdo com oxiAênio gajoso parâ produzirdióxüo de caúono Easoso, obÌemos diferentes valores de

^H ao usarmos carbono na for-

ma de grafite ou de diamante. ObseÍve:

CG..'i") + O,ro - CO:("j ^H1

= -9.1,05 kcal/mol COrC10..-"; + 04 - CO4,

^Hr = - 94,51 kcal/mol COl

Como a quantidade de calor liberado é maior para o carbono-diamanle, o conr€údoenergético do carbono-diamanre é maior:

H*.r--au.-" ) H*.o**"*n"

Desse modo, podemos conÍruir o seguiÌlre gráfico:

O gráfico deixa clâro que o C(d_...,"), ao reagiÍ com Orlo, Ìib€ra mais calor que o CG,.nr.).Isso sigÌ fica que o correúdo energético do Ckú,,",,") é maìor que o do Ck_õ,.).

Qual o siqniíicddo de LH!?O grálico nos mostra que

^Hrcorresponde ao caÌor envolvido na conversão de carbo

no-diamânte em carbono grafire e na conversão de carbono-grafire em carbono-diamanre.

^H- = + r ì 4Á r , . , l /m^l (processo endotérmico)

' (proc€sso exotérmico)^Hr

= -0,46 kcal/molCGú;;*l -: c($n.) .

Demaneirâgeral, a /o/m a alotrópica de menorentalpiaëa maisestável e abundante rutnatüreaa. A essa forma mais estárel é atfibuída a eníalpia zetu.

Então, o carbono grafir€ é a iorma mais estável, pois apresenta uma entalpia menor(como você pode perceber pelo gráfico).

Dentre os elementos que apresentam o fenômeno da alotropia, podemos destacar ooxigênio, o fósforo. o eÌlxofre e o carbono:. Formas aÌotrópicas do oxigênio: oxigêÌ o comum (O:) e ózônio (Oi).. Formas alotÌópicas do fósíoro: fósforo branco (Pa) e fósforo vermelho (pí).

I

cãpírulo 1 - as Íêações quÌmicâ. ê â ensqi€ 1O7

. Formas alotrópicas do €nxofre: enxofÍe Íômbico (S") e €nxofre monoclinico (SÉ).

. Formas alotrópi€âs do carbono: carbono-diamante (CJ e carbono-grafite (C^).

Vamos, então, anaÌisar o gráfico:

Eíülpia H hallmolì

0:ro34000

4200

460

100

0 ^Hr Esr.do .lotrópico osrávol

ã "'t'r - o:rcr ^H,:

+ 34000caÌ

P(,", .u, - Pc--, aH,= + 4 200cal

C6*,r.y -

C1*.'-"r ^H:=

+ 460caÌ

S6,r,r,a -

Sl---mi-r ÀH'= "16çtt

roooÀs3*iaJqs ni + 0)f -Íonnt*ioioxigêniocomum ozôÍio

carbono-grafite

enxofre rômbico enxofremonociínico

lnfluôncio do dissoluçõo

Quando uma subÍância ê dissoÌvidaem um solvente, essa dissoÌução é acompa-nhada de uma variação no conteúdo ener-gético. O fenômeno pode ser endotéÍmico

ConsìdeÍemos a dissolução em água li-quida de I mol de ácido sulfúri€o concen-tradoì lHrSO4{-".) + nHrO -

Observe a tabeÌa ao Ìado, que mostraos dados anotados durante a expeÌìência

Note que, à medida que aumentamos aquântidade de água, o calor lìbeÍado também aumenta, até chegarmos a um pontoem que a adição de mais solvente nâo altera o valor do

^H. Temos, entao,

^soluçãodiluída, e o ^H

correspondente recebe o\oÍne de entalpia de solução otr calor de so-lüÇão ov calor de dissolução o\ alnda, en-talpia de dissolução.

i*d;l#$ ,.: .^li:í àll;iír,ì::-:1?5:e, i.'"1rd .i

0 0

I 6,6

2 9,9

l3, l

8 t ) .1

l0 t6,2

50 17,8

200 t8,L

22,9

108 u"idade 2 - Ìd-.qur-icâ

^ -^ ^Então, o valor 22,9 kcal ë a entalpia de solução or cator de soluÇiio do HrSOa("",") *

25'C e I atm.Logo, a dissolução em água liquida do HrSOa("o^.) é exotórmica.

Dependendo da substância, a dìssolução €m água líqüida pode ser endoÌérmica.Veja a equação termoquimica da dissolução, em água, do tiossulfato de sódio, a l0"C

e I atm:

A equação termoquímica da dissolução em ágüa do H,SO4i".."ì, a 25.C e I atm. éj

(processo exotérmico)

(processo endotérmico)

HZSO.(-"") + 2NaOH{.q) ' Na,SOa(ad + 2H,O(i)

H,SOl(.q) + 2NaOH(a) -

Na,SOa(.q) + 2H2O(,)

tÍlllpii {fl)

_ ̂^ Então, o \alor 1,7 kcal ê a entalpia de sotução o\! cator de sotução do NarS,Oj^r a

l0"C e 1 atm.Logo, a dissolução em água Ìíquida do Nâ,SrOr(") é endotérmica.Desse modo, temos:

Calor de sotuçAo e a energio desenvolvida na dissoluçdo de I mol de soturo, de modoque a tdìção de mais solyente não aherc o AH ilo sistema.

Agora, atente para o seguint€ faro:Vedfica-se que uma reação que ocorre com umâ substância em soìução t€mum Íesulta.

do.energético diferente daquele da reação que ocorÌe com essa subs6naia não em solução.pois paÌte da energiâ que se desenvolveria na reação já foi deservolvida na dissolução.

ObseÌve, no gÍáfico abaixo, a reação do H,SOa(",.") e a do H:SOa("q) com NaoÍl(.q):

^Hr = 50,7 kcal

ÁHr = 27,31"ut

Note que ^Hr

> ^H:,

pois o conreúdo energético do HrSOa(."-) é maior que o doH,SO1{4).

Qral o sienificado de LIl3?

-_ _O gráfico nos mostra que ^H3

corresponde ao calor envotvido na dissolução doH:SOr(.ono, ou seja, tÌata-se do calor de dissolução:

/ HrSO4(.""") + aq - H!SO4(,q)

AS0.hq] + 2H,or i

ÀH' = -22,9 ç"ut

- cãprurô 1 as Ìeaçòsg qúmEas e a .ndsE 1O9

ffi Exercíclos de oprcndlzogem ffiWEAE) Dad$ âs Ìs9ôes:

a) H,o + ;ozo - H,ou)

b) H,d - f O:ts, . H:O,', ^H"

y cal do'C, I êtmr

Ìepr$€nle-$ em un sÌàúco de erlalpia (E x sDtdo da EaÉo) e ident'liqüe a relaçào de ordm entft A H, e ÀHh,iúo è, Atli > AHbouAü: < Agt.

XÁ9) En lÌês reaçõ6 suesivãs, paniido snpiè de cârbono na foÍoa de graftle e oigênio gasoso, ias coodiÉs ambicn-trs (25! C e I atn), obüvenos sás caòôiico sóUdo, líqúdo e ei$so. Faça o eránco de mtalpia Ìefercrte a essa! tÉsÍe"çòe. e dentiõque â ElaÈo d. oldm enLÌe os AH.

f,410) São dadar âs equaçõer Irmoquítrica! dar reâçoes das foÍmas âlotntpicâs - tetrâedÌica e cúbha - do islanho coú

a) Sn{*"a,t") + ore) -

sno,o AH" = -138,1kcalb) snrdh"q + oro

- SDoro AHr = -138,? kcaÌ

Manrdar coútanr€s roda( a.! coodtós nar dua Raçótu:I) iâ9â un sáfico de enlípia con as düãs eqüã9osi

II) clasíÍque as ÌeâÉ€s qüanro ao câlor mvolvidoilll) deteÍmine a foÍma nah €stável do *taÍho;I9 detenins a quanlidade de calor (AE) iecessiria pâÌa passaÌ de uma torna a oúB do staìho-

E^ll) Cldsiliqqe os fmônoos e6 eÍdotérÌnicos e exoternicos:

^fL= rcal( l0"c, la|n)

c) vapoírâção do neÌcÌílio Íquido 0 H,Oo ' H,OG)

f,Â12) Ob$€ne o BÌáÍco da dnsohção de I nol de HClo em HrOo e detemióe a entalpìa de solução do HCI:

a) lusão e ebüliÉo.b) solidificação e liqueiação.0 condensação e subìimâção.

d) condensação do vapor de ácuao iodo (ólido)

- iodo (vârd

10ô Mok do H!0/rol d. flCl

d) süblinação e tusão.e) lapoÌiu Éo e soìidin{ação.

l0

10- Ì1

- tt3

-15l0

-17

Ì9LO

f,Al3) São pÌoesbs endol€mico e exotérôico, respectivamente, ar oudançâs de estado:

f,Âl|) No diagÌma abãixo estão rcpEsnrãdas lrês trandoÌÍnaÉs, desieiadas por t, It e IIII

T_Nrlr

-l^,,,,De$as irânsfomagos quâl(js) eú(ão) coretámenre reprc$€itádâ(s)?

[Alt Conddere a eqüação teÌnoqúmìcâlS(Io,bbo + 0:6ì - Sozcr

^H = -70,9 kÚmol

En seg da:a) rcpÌdmte graf'cànenle o fenôoeno;b) deterÍnine e a ftação á endotémica ou exotémica.

f,Áló) En un ìabomlóío un aluro fez duas *píiêncjas, dmritzs pelas equagoes lbaixo:Expeíencia l HNOrró".) + NaOItl"o

- NaNOrr"d + HrO(r

^Hr= x ÌcâÌ/nol

Expeíêmia Il HNOroo + NaOH@) r NaNOr(4r + Hro(i) ^H!

= y kcâl/DolApós d expedências, o professor pÌopôs alsDnar qÌrestõ6 a esse atuno; ajude-o a resoìvêlas:â) Qual o najor valoÌ do AH?b) Iaça ün eáfico, sinuÌrtueo. dâs duas equaçoes.c) QuaÌ o caloÌ de solugão do sNOl."")?

tAlT) Fm uÌ labomródo com aparelhdseú de aÍ mndicrooado o rermónello narâvâ: rrÍperarúã âmbrenLe rsut alE"c. Ne{e laboaró o. um gupodea.u0o\ redi,aLa unã "ède dr e\per ància\, para der;n.ndqjo do Afl. Nodiàse8ujn1e, o arcondicionado stava con ddeito e o &nnônerÌo naÌcâvaì ternperaÌuÌa ânbiente isual a 12. c. NssarempeÍalura mbientet o nsno grupo de alunos Ìepeliu âs mesnas erpeÍiênciâs do dia ankÌior. Os Ìsüìtador ob1ìdos ioÌan os nesmos? Justilique süa respoía_

f,AlE) Obsene o gráico ao lado:

S(,i-.6io) + Orli) -

SO,in ^Hr

= -?l,l kcal/molS6.u.1 + Or.,

- 59r,,

^H, = -?1,0 kcâl/noì

Cahule o AH da tnnsfonação do enxoile ónbico eÍ irerxolÌe monoclitrico e classifique a lÌansfomaÉo em exo-

EAlor Medúdo a quanüdade de.âlor de*Nohidâ na dirsotução de I mot de atcoot d,ti.o iqú,do (C H.OH , ì em o rrmrs oudridâd$ de asM e. a resxl. Íãrsporundo o\ Lato?\ para Jm ,i" ena de;ordFaod". obrivemo. o r.

2000 6l

I000 6l

r0 20 30 40 50 6[

Qual é o €loÌ de soluçào ou enlalpiâ de solu9ão do ákoot elilim?Escoa â equaqão terÍìoquinie da dissolução do ímoÌ ,.litjco tiquido en águâ.

1u,.r,o | 1

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