Comente.

domingo, 8 de setembro de 2013

Entalpia - 2º Ano Regular

                                                     ENTALPIA
Tipos de Entalpias
Através de algumas reações, é possível calcular o valor da variação de entalpia.
- Entalpia de Formação
- Entalpia de Combustão
- Entalpia de Ligação
- Entalpia de Neutralização
- Entalpia de Dissolução
Entalpia de Formação ou Calor de Reação
A Entalpia de formação é a energia da reação quando forma 1 mol de substância, a partir das substâncias químicas (elemento no seu estado padrão).
Estado Padrão: é a forma mais estável de uma substância a 25°C e a 1atm de pressão. São as substâncias simples.
As substâncias que participam da reação de formação devem ser simples. Devem informar o estado físico. Sua variação de entalpia de formação padrão é zero.

Exemplo de substância simples:
C(grafite), O2(g), N2(g), H2(g), Na(s), S(s).
Exemplo de reação de formação:
 Isto quer dizer que para formar 1 mol de NH3 a reção produz 11 kcal de energia.
Este cálculo pode ser feito utilizando a fórmula da variação de entalpia e utilizando alguns dados tabelados.

Tabela com valores de Entalpia de Formação Padrão de Algumas Substâncias
SUBSTÂNCIA
H°f kJ/mol
SUBSTÂNCIA
H°f kJ/mol
C2H2(g)
226,8
C diamante
+2,1
CH4(g)
-74,8
NH3 (g)
-45,9
CO(g)
-110,3
NaCl (s)
-412,1
CO2(g)
-393,3
O3 (g)
+143
H2O(v)
-242
SO2 (g)
-297
H2O(l)
-286
SO3 (g)
-396
Exemplo:
Escreva a reação de formação para cada substância abaixo, indicando o valor da entalpia de formação de SO3(g):
1°) montar a reação de formação:

2°) Aplicar a fórmula:




Entalpia de Combustão
É sempre uma reação exotérmica. É o calor liberado na reação de combustão de 1 mol de uma substância em presença de gás oxigênio O2(g)
COMBUSTÃO COMPLETA: mais quantidade de oxigênio. Forma gás carbônico e água.
COMBUSTÃO INCOMPLETA: menos quantidade de oxigênio. Produz menos quantidade de energia. Forma mais resíduos como monóxido de carbono (CO) e água (H2O).
Exemplo:
Qual o valor da entalpia de combustão do benzeno (C6H6)?
Dados:



Tabela de ΔH°comb de algumas substâncias
SUBSTÂNCIA
FÓRMULA
ΔH°comb (kcal/mol)
Hidrogênio
H2(g)
-68,3
Carbono Grafite
C(grafite)
-94,1
Monóxido de Carbono
CO(g)
-67,6
Metano
CH4(g)
-212,8
Etano
C2H6(g)
-372,8
Propano
C3H8(g)
-530,6
Butano
C4H10(g)
-688,0
Benzeno
C6H6(g)
-781,0
Etanol
H3C – CH2 – OH(l)
-326,5
Ácido Acético
H3C – COOH(l)
-208,5
Glicose
C6H12O6(S)
-673,0
Sacarose
C12H22O11(S)
-1348,9

Entalpia de Ligação
Durante as reações químicas, as ligações químicas dos reagentes e produtos são alteradas. Podemos calcular o ΔH pela análise desses novos rearranjos.
 A entalpia de ligação é a variação de entalpia verificada na quebra de 1mol de uma determinada ligação química, sendo que todas as substâncias estejam no estado gasoso, a 25° C e 1atm.
Reagentes = sempre são quebradas as ligações = ENDOTÉRMICA (+)
Produtos = sempre são formadas as ligações = EXOTÉRMICA (-)
Exemplo:

A ΔH do processo é a soma desses calores. Calcula-se utilizando dados tabelados.

ENTALPIA DE LIGAÇÃO (EM kJ/MOL)

LIGAÇÃO
H°(kJ/MOL)
LIGAÇÃO
H°(kJ/MOL)
LIGAÇÃO
H°(kJ/MOL)
H – H
436
H – Br
366
N – C
305
H – O
463
H – I
299
C ≡ C
837
N – N
163
H – N
388
C = C
612
N = N
409
H – C
412
C – C
348
N ≡ N
944
O = O
496
C – Cl
338
H – F
565
O – C
360
Br – Br
193
H – Cl
431
O = C
743
Cl – Cl
242

A partir desta tabela com dados das ligações de alguns elementos é possível calcular também outras entalpias, como por exemplo a de combustão e a de formação.
Entalpia de Neutralização
É a entalpia de uma reação de neutralização (entre um ácido e uma base formando sal e água). A reação é exotérmica.
É a variação de entalpia verificada na neutralização de 1mol de H+ do ácido por 1mol de OH-da base, sendo todas as substâncias em diluição total ou infinita, a 25°C e 1atm.
Exemplos:
Entalpia de Dissolução
É a variação de entalpia envolvida na dissolução de 1mol de determinada substância numa quantidade de água suficiente para que a solução obtida seja diluída.
Quando um sólido é colocado em um copo com água acontece uma dissolução. Nesta ordem acontece:


        
LEI DE HESS
O químico e médico Germain Henry Hess (1802-1850) desenvolveu importantes trabalhos na área de Termoquímica.
A Lei de Hess é uma lei experimental e estabelece que a variação de entalpia de uma reação química depende apenas dos estados inicial e final da reação.

A Lei de Hess também pode ser chamada de Lei da Soma dos Calores de Reação. É uma forma de calcular a variação de entalpia através dos calores das reações intermediárias. Podem ser infinitas variações de entalpia.

Exemplo:
Qual o valor da variação de entalpia da reação a seguir?
Dados (equações intermediárias):


Resolução:


______________________________________

Observe que a ΔH1e ΔH2 são somadas, obtendo-se o valor da variação de entalpia. As equações químicas também são somadas, obtendo-se a reação global.
Para montar as equações e aplicar a Lei de Hess, podemos fazer algumas alterações matemáticas, seguindo as seguintes regras:
1°) as equações intermediárias devem estar de acordo com a reação global. Coloca-se as equações (dados) na ordem que reagem ou são produzidas. Se não estiverem de acordo, troca-se o sinal da ΔH;
2°) acertar os coeficientes também de acordo com a reação global. Se a equação for multiplicada, a ΔH também deve ser multiplicada pelo mesmo número.
3°) realizar o somatório para montar a reação global;
4°) somar os valores das ΔH das equações intermediárias para achar a ΔH da reação global.
Exemplo:
Calcule a variação de entalpia da seguinte reação pela Lei de Hess:


Dados:



Resolução:
Deve-se escrever todas as equações intermediárias (dados) de acordo com a reação global. Na primeira equação, o que há em comum é o C(grafite). Então ele deve ser escrito da mesma forma (como reagente e 1mol).
A segunda equação tem em comum com a reação global o H2(g). Nos dados, esta esécie química não está exatamente igual como na global. Deve-se multiplicar toda a equação por 2, inclusive a ΔH2    
A terceira equação tem em comum com a reação global o CH4(g). deve-se inverter a posição desta equação e portanto trocar o sinal da ΔH3
Veja como deve ser feito:
 Observação: Site com exercícios comentados sobre Termoquímica.

 http://www.agracadaquimica.com.br/quimica/arealegal/outros/165.pdf

Nenhum comentário:

Postar um comentário

Google+ Followers