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Unidadô2 - TêÍmoquÍmicã
CopfruloI
As reoçõesquímicose o energio InfÍoduÉo Um dos maioresproblemasdo homem, desdeos temnrs pÌé-hislóricos,é encontrar uma maneirade obter enersia.
pâiaãquecèlo Endqìa nosúorcsdoinwno.
smsindúslÍias. Enssìâpan eiomÍ e de*nvolvs
EneqiapaÍalÍansponá10 ds üm canloa oú1Ìodeslevaslo
paÍaa mnulençào imageN e lanlasiâs. sons, EneÍsiã desuavidae paíao su la4r,prod@indo
A font€ primáÌia de energiadó nossopranerae o Sol.quenosaquece. iluminâe lranslereenergia, acumulando a de várias formas, principalmentenos vegetais verdes, através da reação denoÍÍi]dadafotossíntese. q energia(olararma/rnadapelacana\ai aparecer contidanasligaçõesquímicasentreos átomosde cdrào no, hìdtogênioe origênioqueformam a moléculado átcool (etanol). Na reaçãoviolenta com o oxigênio (cornbustâo), quebram-seas ligaçõesdasmoléculasde €tanole oxigênio, produzindo outras moléculas:água e dióxido de carboÍo. Há tambémliberaçãode crlo/, queserárrans formado em movimento, nas rodas do caÍÍo. Essa é umâ forma simplesde obte noseneìBìa,no casoo cator llberaílota combusfio. czHjoH + 30! - 2co, + 3H,o + f!ãióll, L't álcool
ç!^'-
Asmedidos docoloÍ _ Não definiúos ere,'gid, mas podemos conceittrâla como a capacidadede rcatizar trubalho. há equi\aléncia enrreenergia e rrabalhoe suasmedidar.ramo" aorisenLa, algumas ^sim. dessas unidade.de medida- em e.peciat a, relatira.ao calor . e o. làrore,d.
co o,ì,
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Quantidadede calornecessaria para elevar de l"C a tempeÌaturade 1 g de ágüa,de 14,5o C a 15,5'C.
Quantidade de calor ne cessária para elevar de l"F a temperatuÍade I libra (453,6s) de ásua.
1000 cal = I kcal (quilocâÌoria) l06cal = I Th (termia)
L BTU = 252 cal
-
.,Ì.., ' l
Trabalho realizado p€la força de t newton (l N) que, aplicadaa um corpo, desìoca-ona sua direção pela distânciade I m. tI = 0,239cal I caÌ = 4,184J
dJi-ffiExercício tesolvido ERI)
Conv elt er1254 OJ e m c a l . S abem osque 1 c ã t e q u i v a tea 4 ,1 8 J . A s s i m,r emos: 4. 18J 12540 J
' l cal Rêsposra: 12 54O J
t2 5 4 O.J :t 4 .1 8 J - 3OOOcal.
cãl
x = 30OOcãl oux = 3kcal
unidâde2
Ìe'moqurm'câ
ffi ExercÍcrbsde oPrcndizogem EÀlì Façaâsconvenõsdeunidade!: d )5 z k c a l e ú J ar ì 168J em t âl e l ÌT te l rJ bì lT hem B T U BTUan cal 0 m920J emcal c) 300í10
dear, coÌnun condicì0nadoÌ f,42) Umâsalaé equipada 6li €stÍito"capacìda_ e naplacâdeidentilìcnÉo de 20000BTU". S€o fabdcrntelos obÍigadoa os dados,pasândoN iní0m49ão nâcionalizaÌ pda cal, o quemnslaiana iova Placa?
quÍmicos 0 cololnosreoções atÍavésda equâçãoquimica: PodemosdescÍevffa reaçãode formaçãoda águalíquida
o hidrogè qurmico'da( (Lrb{ancias: apenasos aspectos Nessaequaç;o.de.cle!emos gàs,o oxigènioégase a agìt4elrquroa nioè ---- -g-nìiêtuntoipoa".ãs a reaçãode formâçãoda ásuaÌiquidâindicando'alérr descr€ver dos aspectosquimicos,tambémo caÌoÍ envolvldo:
seja' hít lìbercçãode caloÍ Essa equaçãonos mostra que há formação câlor' ou 'le (68,3kcalpoí mol de àguaformado) '"- vu.ài,r.,.r.,.r, ulord. a formaçáodo monó\idodenilÍogènioapartirdos'eu' eÌe-
Éíâ reaqáonão ocorre esponianeaúeíle;na nêcesida{ie de lornecernos enersia ao sistúa
Fornecendo€nergia,temos: Nrc) + Orc) + 43 kcâl Porém, a convençãomandaqüe a Dessatorma, temos:
-
2N OG) no segundo membro da equação
que' paraeÌa ocorrer,há dóNestaequação,alémdos aspectosquíúicos, observamos sorção de calot (43 kcal para 2 moÌesde NO(g)foÍmaclos)'
Conclusão: A experiência demonsrraqueenistemreaçòesquetiberame rcaçõesqueabsoryemcalol Iro seÌrdesenvolvimento, Quanto ao caloÍ envolvido,uma reaçâopoales€t exotérmicao,r en(lotérmica:
q\ando a reação libetu calor (exo = para fora). Hrro + 1^ tv'zc,
EndotéÍmica: qnando areação abso e cdlo/ (endo = paÌa dentro).
- ",o,,, '-.ág,,!1ri
N :,c , + O:,!
*
]À'.!
2N OL.]1- 43 kcat i
calor tiberado
calor absoNido
En|0lpio Chàmamo'de entdlpna.omdlóriade loda\d. energiâ( contidaç em um si.Ìemaquim)_ co, raiscomoa energia quemantèm05aromosunidosn; lormaçàodd. ,;l;;;;;;l;i; raçãodestasdentrodo sisrema,bemcomo as€nergiaspotencial;cinética a"i".i SimboÌizamosa entalpiapor H. ^.feìrrìi
Entalpia (H) é o conteúdo gtobat de ener?ía (calor) de um sisíema.
A Termoquimicanào sepreocupaem explicaro que é entaÌpia(H), nem fornecerneios para a suadelerminaçãonumérica;porém,issonão é imporrante,pois não interessa conhe cero conteúdoenergérico do sist€ma,massim a variaçãodesseco;teúdo,q"anao o siste_u solre uma transformaçãoquimica, Chamamosde ,rariaçãode mt(r[pía a quantidadede calor que podemosmediÌ. sob prelsãocon\tdnle.em umareação quimica.a o catorre.utranre didifirençado, conreudo. energetrcos antese deDoisda Ì€acão Simbolizamosa vàriaçãode ;nralpia Dor AH. SempreqÌe calculamosa variaçao1Af ae uma rnedialaqualquer,o fazemossubtraindo o valor inicial do valor finât: variação(^) : valor finaÌ - valor inicial
^H=H,
Unidade2
ÌêÍmoquÌmica
paÌa as reaçõesexotérmicae endotéímica:
Vejamos,então, o sinal algébÍicodo ^H
- u,çu,lTÍ{ï:.k-6l
O sistema inicial perde calor ao se converterno sistemafiml. Logo, pode-
ÂH=Hr
H;(0
indi O sìnal negathroóo v^lor de ^H ca.qüe a Íeaçâoê exotémka. H:i s +
L
2
O sistemaìnicial ganha calor ao se conve er no sisremafinal. Logo, pod€H,)H,
H,(H,
ÀH = Hr
NlG)+ o,{s)- zNo*, 1,,.+êïç'ìú l
U: is r - H ,U r,rA H =
Oõ .Jk c â l
H)0
indiO si al posìti|o do valor de ca qüe Íeação ê endotérmial ^H ^ = +43kcal N:(s)+ o:G)- 2NoG) ^H
Equo$oleÍmoquÍmico Ao representarmos a equaçâoquimicâe o calor nelaenvolvido,o fizemoscomo seesse ou um dosprodutosda reação.ErÌtretanto,essanão é a formâ caÌorfosseum dosreag€ntes absoìutamente corretade Íazer essarepresentação. A equação temoquímica é a foÍmâ correta de representara reação Auímica e o calot à reaçãoe àscon neÌaenvolvido,Essaequaçãodevecontertodasasinformaçôesreferentes dições em que a mesmaocoÍe. temperuluru e pressio, estadofísíco dospa icipaníes e va
ocoÍÍe smque0 Íeoçoo TempeÍoturo e prossõo 25'C, 1 atm indica que a reâçãoocolre nas coldiçõesambieníes;0'C,1 atm indicá que a reaçáoocorre na. condiçõesnomoi.. que a reaçãoocoÍÍe Não havendoindicaçãode temperaturae pressão,subentendemos nas condiçõesambientes.
': J
capÍÌuo1
as Íêâqões auímics e ã sdoiâ
99
E$odo fisico,dsogÍegoçto ouototÍópico dospoÍticipontss Temos: HrOr,r águano estadosó1,7o CSr,u dissulfetode carbono/r4,ido CO:er dióxido de carbonogdsoso HrO(") vapot de âgra Cc^nr) carbonogtufite Ctú^ caÍbono diamante ") HNOr(""".)ácidonitrico concentrudo Hclrdi) iLcidocloridíico diluído NHaCI("q)cìorctode amônio em soÌuçãoaqrosa
(AH) VoÍioFodeenfolpio A indicaçãodo nos mostra se â reaçãoé erdotémica ou exotémica. Observe: ^H
Essaequaçâotermoquimicanos mostraque: a Íeâçãoocorrenascondiçõesambiertes(25" C, I atm), sendoempregâdocaÍbonogrufiíe e oxigêniogd.rosoe sendoobtido dióxido de carbonogd.roso; a reaçãoê exotémica,liberando94,1kcal por mol de CO! 1bÍmado.
ffi Exercíclosde oqendizogem W t"{:l) Classifique âr Ìqgõs abaixoen endotéÌrìricas e exoiéÌmicas: aì H, Or , -
H, c, I
Ò8 .Ìl c d l m ol to ru , ^H 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 temoquínisspaÌaasÌeaçoes abaixo,ftalizadas nascondigõsambienles: gnlìle @semn 0,3moldeoxìgênio a) I noì decâÍbono gâsoso, pnduzindoI noì denonóndodecâóonosaso so.A taÍiâúodae0u.piâ e deÀ.5 tcale o procr\oè exorermico. b) Disblv+e I úol decloÌelodeanônioen águaIíqüìdãsüficieile.LibeÍam-se I noì decatioNmônio aquoso e I moldeanions ?loEtoaquom.A vâÌiaÉodeenlaìpiaé de3,9kcaleo procrsso é endotómÍso. c) I rol deenxohe pÌoduzindo liquidorease con I moldeoxigênio I noì dedióndodeenxofrcsasoso eÌ sâsoso, btrâido 7l lcll. d)I nìl d; carbono com2 nols deenxorÌe rôúbico,produzindo I môldesulferodecaòoro tíouido eraíterease absorendo19kcal.
10O
u. d" d. ,
Ì - -.q .-..
f,45) Dea kíüra dassrguidtes equações teÍnoquímicâsl
+ a)corÊr +o,e) - colo
(25dc. AH = -94,ikcal I a1') (25ôc. aH = -91,4kcar I âtD)
+ +otre) ]u,o,,, r b)NHrkr |r,, c) Hri!ì+ Clrd - 2Hclid d) c ao+ câoo + or 1" 1-
44kcal(25oc,I aÌn) ^H=
l 5 1 ,8 k c a l 125oc,l atm)
^H=
ffi
Exercícr'os de fixoçõo W
EF1)
Numa rêãção endotórmica,a entalpiados produtos é: al menor qLreã dos reãgentes. c) ìgual à dos rcagentes. b) maiof que a dos Íeagentes. d) Dependeda reação.
, EFz)
Numâ reaçãoexotérmicâ,â entalpiados produtos é: a, menor que a dos reagentes, cì igual à dos resgentes. ^ b) maior que â dos rcagentes. d) Dependeda reação.
1 . H )o , ÀH : 68,3 kcãl/mol, â reação ex2o?s pressapor essa êquãçãomostra que: a) a fomação de I molde água líquidaa paltÍde hidrogênioe oxigêniogasososabsorue 68, 3 r c à1 . a formacão de 1 molde águâ líquidaa padir de hidrogênioe oxigëniosâsosos tibeÍa ì,b) 64, 3 k c al. c ) H20em qu a l q u êer s ta d ofís i c o ,a p a n i rd eH re Or, tambémem quatquerestadofísi co, libe.a sempre68,3 kcal. d) a equacãonão pemite nenhumaconclusãoquanto ão estadofísico dãs substânciase se o calor é libeíadoou absoruido.
ÈÈ5 r r r ãoaa equa c a oH 2 i e |
EF4ì
ObseNe as equacõestermoquímicas: r ) H, o,
H ,,..-;o
ll) 2c r s €Í iê + r 3 H r{ s r *
s c rH 6 1 o )
rrr)Fer"r + +o,rq)- Feor.ì lv) cÓ,Ì,)
-
cleorer+ ouier
a H _ .r 68,3\cal A H = ' 2o,5 kcal
= - 64,94Kcal ^H AH = +94,1 kcal ,
São endotémicas as resçõesindicadãsnas equãçóes: ãì lell. b) | e lll. c) ll e lll. EFs)
d) le lv.
Dê a loituradas seguintêsequaçõestemoquÍmicas: = - 17,9 kcal (25ôC , 1 atm) a) Cr q. " Í , ,+r 2 ft2 1 e j c H a k r ^ H b) Cr o. , f ur+ 2 c l ri s ) c c l a rs ) ÀH : 33,3 kcal { 25oC , 1 atm) c ) Na. €, d) Hr o{ r -
i
C l /.., H rO{ v }
N ã C | ," .
98.33 kcal { 273 K , 1 arm) ^H AH = + 1o,5 kcal (25' C ; 1 atm)
c âpruoì
qú' ú.* . as Ìêaçòes
"
* -o' .
101
Gr6Íicos deentqlplo Dada a reaçâode hidrogêniogasosocom oxigêniogasosopara produzir I mol de água líquida, nas condiçõesambientes,podemosexpressaro fenômenopela equaçàoteÍmo ì^
.,
= -68,3 kcâl/mol ^H (25'C, I atm) produto (Ht
Íeâaen&s (H,)
Vamos repÌesentaressareaçãoem um sistemade coordenadas,colocandoa entalpia em ordenada e o 'enlidoda reaçàoem ab.cissa: tnralpiolfit
n,,.Io,,, H' < H' À H< 0 .eaçãoexotérmica
Hr0ur
i
O gráfico deixaclaro que houveperdade caÌoÍ. Observe,agora, a reaçãoinversa,ou seja,a decomposição de I mol de águaliquida, produzindohidrogênioe oxigêniogasosos,nascondiçõesambientes.Temosa eqüâçãoteÌ..
Ì ^
= + 68,3kcaÌ,hol ^H (25'C, 1 atm)
! . - '_ / J
r€ag€nre (HJ
prodürôs (H'
Então, o gráfico é o seguinte:
f.l8lpia{Hl
H,hr.+o?,0,
I .-:-,f|
//
! ,,0* /f|
\
Btol
"w"tt" $niido d. rc.çlo
O gráfico revelaclaramenteque houveganhode calor.
H' > H' ^ endotérmica H> 0 reação
102
uniaaoe z
re'moqurmica
ffiRá(ercÍclosde oprendizogem ffiffi f,Âo Iâça ossÌáficosdeentálpiapâraasrerÉe3indicâdap€lasequâçoes reÍmoquinicâs quántoaocalor e ctasdfique-as
âìcâ.,I cú.Í., iore - câcoìü ^H b) Nro + 3Hzo -
zEEkcal
AH = - 22,0kâl
2NHrG)
+ +o,c) Feoo) c)Fe(,) -
AH = -64,1 kcâl
d) ce"ÍD + 2Hro -
AH = -l?,9 kcal
CHaii)
e)Hrro+ Soo-r + 2orrgr HrSoir0 + jOru f) CaO,", Ca,,, s) HrO,o- Hrc)+ Orc) h) C?H6li)r
2C6úr + SHrc)
Ag = -193,9kcal ÀH = + l 5l ,9kcal AH = + 4{,8 lcâl AH = +2r,2kcal
['{?) Dadoo sÌáficodeeitâlpiâparaüÌnareâçãogenEìca, Ìsolva ar questões abaixo:
Enralpi.{Hl CS,u)
Cld+ 2So)
ar ticna a equagão rrÌmoquimicâ, nosenrido m queâ reaçào efl.iocorÍendo\,' br Qualo üd doa[? f cì QM,o aodeknLolvinenodecaloÌ.crdsÍiqR a Raçãoemeúdmicá '=-{l{Ia)
!
.'
'\-6
C\'?'!)
queinÍluenciom FofoÍes o AH Uma r€açãoquimicaacontece condicionadaa úma séried€ fatores,internose €xternos, que pod€minfluir no seubalançoenetgético€, portanto, na variaçãode entalpia( ID. De um modo geral, essesfatoÍes são lemperatüra, estadoíísico, estado alotrópìco e
InÍluêncio dolemporotuÍo Na determinação da variação de entalpia (^tI) d€ uma reaçâo química, é impoÍante obseNara temperaúura do meio em que a mesmaocorre. ObseÍveo €xemplo da reaçãodo gá'smetano com o gásoxìgênio (combustão), em difer€ntestemperaturâsambientes,mantendoconstantea pÍessãode 1 atm:
quimictre a eneÌsia 1O3 as reacões
capituró1
20'c
210,8kcaÌ
25"C
212,8kcaÌ
InÍluêncio doestodo fisico Os estadosfisicos(sólido,liquido ou vapor) sãoobtidospor absorçãoou iiberaçãode calor. Obs€Ìveo esquemai
ganhacalor
ganhacaÌor
PerdecaÌor
Note queno sentidosólido-vaporo sisiemaganhacalor a cadamuatança aleestado.er_ quanto no sentidovapoFsólidoo sisremaperdecaÌor. Dessemodo, a eníatpiado sólido e nenur que a do ltqüìdo e estoe mcnor que a do vapot. Hsario"( H.,u",d,( Hu.o",
)
104
u"idade2
Ìeimoq,imi""
AssÌm,o estadofisicodosreagenres e pÍodutosé um fator imponanrena determinação de uma reação. ^H Observeo gráficoabaixo,qüe nos mostrâa reaçãode obtençãoda águaÌrostÍês esta dos fisicos,a partir de hidrogênioe oxigêniogasosos: clo
Enr.lpia lH)
H,,_ + 0,,
O sráfico deixaevidenteque a entalpiado sólidoé a menor: Ha:o1,y < Hu.ou, ( Hgr6,",
V€ja as equaçõescorrespondentes: u,,,, + jo,,,,
-
H,o,,,
H,,,,+ jo,*, - H,o,,,
n.,.,+ jo,,, - n,o,,,
ÀH, = -56,1ç""tr-otdeH:o vapor =
68,3kcaÌ,hol de H:O liquido
^H: AHì =
70,0kcal,hol de H:O sólido
Observequea obtençãoda água,nosdiferentesesudosfïsicos,provocaacentuadas dilèrençasno valor do da reação.Ocorreliberaçãode maior quantidadede calor na foÌ(70 kcal por mol) do que na formâçãode águaliquida (68,3kcal por maçãode águasóÌida ^H moÌ) ou de vapor de ásua (58,1kcal por mol)Qudl o signirtcado de L'Ia? Note, no gráfico,que corÍespondeao calor envolvidona transformaçãode vapor de água em água Ìiquida e^Ha na transformaçãode água liquida em vapor d€ água. Assim, . Tíansfomação de vapor de áEu1tem água líquída (condensaçao) Nestatraüsformaçâoo recebeo nome de ertolpìa molt de condensdçdo e correspondeao caior liberado^Ha na condensaçào de 1 mol de vapor de água,nascondiçõesam-
(processo exotérmico)
(processoendotérmico)
As Ìôâçõ€s quÍmjcas ê a
Qual o signi|icado de LÌJ.?
ïïâïiiïï::Í;,i:Â*ï ',.,f:ï:?,ïx'ài,ï.'J:#"'"ïi:if*;:_ïlïïïï:ï?,ï?
iïFïf rt#"Í#:#;ínï^:r;Jírit##!Ít;^0 !$
(processoexo,ér
iïigtuitïiig
. Trunsl,oma?ìo de agua ,òtida em o|ua hquÌda (lusào) L\esÉrranstbrmaçàoo recebeã ""--" ^H.
*r",
iïïi.'.ïff$:,i::,,i::l::ií!:t#",":&rrespondeao "u".,iiià"à-i,i'aã';ï (processoendotérmico)
hfluônciodoestodoololÍópico o:iill:;,ï "" !ntão:
""Ín*ro
quimicorormasubsrâncias simpÌes diferemes, ocorreo fenôme-
; :1:;i: # i n:#:""iïZí?iff#,!;0 "i
**
^
substôncíassimptes constìtuídas
íenômrno, pois éenconLÌado na "",,?;i'ïï::,:i;il:'.",fii:lïlii::#.ï:T:,oìes5e dua,est amorra.. rurumscrisuììn;;ffi e ;;ïffi ;.".":ï#;liJïï';;;"',0''""cias
0 diamnleé tomDdo ap€n.;
nelhulo cdsiatino dodhnante.
Á glalit, taÍúán á tonEd; aperìas poÍáromos dêcaóona
RcthuloüislarnoddgÌÊÍire.
lOG
u .d.d .,
ro - oqúlm . à
PaÍa que os átomos de carbono formem essasdiferentesesrÍìrturas,sào nec€ssárias quantidadesdiferenresde €nergia(energiado rerículocristalino);assjfi, as entalpías(}dì, ou conteúdoenergéticototal do djamantee da grâfite, são djferenres. Quando executamosa rcaçào de &rbono sólìdo com oxiAênio gajoso parâ produzir dióxüo de caúono Easoso,obÌemosdiferentesvaloresde ao usarmoscarbonona forma de grafite ou de diamante.ObseÍve: ^H = -9.1,05kcal/mol COr - CO:("j ^H1 = - 94,51kcal/mol COl CO4, ^Hr Como a quantidadede calor liberadoé maior para o carbono-diamanle, o conr€údo energéticodo carbono-diamanre é maior: CG..'i")+ O,ro C10..-"; + 04
H*.r--au.-" ) H*.o**"*n" Dessemodo, podemosconÍruir o seguiÌlregráfico:
O gráficodeixaclâroqueo C(d_...,"), ao reagiÍcom Orlo, Ìib€ramaiscalorqueo CG,.nr.). Isso sigÌ fica que o correúdo energéticodo Ckú,,",,")é maìor que o do Ck_õ,.). Qual o siqniíicddo de LH!? O grálico nosmostraque ao caÌorenvolvidona conversãode carbo no-diamânteem carbonografire ^Hrcorresponde e na conversãode carbono-grafireem carbono-diamanre.
= + rì 4 Á r,.,l /m^l ^H-
CGú;;*l -:
c($n.) .
= -0,46 kcal/mol ^Hr
(processo endotérmico) ' (proc€sso exotérmico)
Demaneirâgeral,a/o/m a alotrópicade menorentalpiaëamaisestávele abundanterut natüreaa.A essaforma mais estárel é atfibuída a eníalpia zetu. Então, o carbonografir€ é a iorma mais estável,pois apresentauma entalpiamenor (comovocêpodeperceberpelo gráfico). Dentre os elementosque apresentamo fenômenoda alotropia, podemosdestacaro oxigênio,o fósforo. o eÌlxofree o carbono: . FormasaÌotrópicasdo oxigênio:oxigêÌ o comum (O:) e ózônio(Oi). . FormasalotÌópicasdo fósíoro: fósforo branco(Pa)e fósforo vermelho(pí).
cãpírulo1 - as ÍêaçõesquÌmicâ.ê â ensqi€
1O7
. Formasalotrópicasdo €nxofre:enxofÍeÍômbico (S") e €nxofremonoclinico(SÉ). (CJ e carbono-grafite(C^). . Formasalotrópi€âsdo carbono:carbono-diamante Vamos, então, anaÌisar o gráfico: EíülpiaH hallmolì 0: r o
34000
4200 460 100
Esr.do.lotrópico osrávol ^Hr
0
o:rcr ã "'t'r -
^H,:
P(,",.u, - Pc--,
aH,=
C6*,r.y
S6,r,r,a
-
-
ni + 0)f -Íonnt*ioi + 34000caÌ roooÀs3*iaJqs + 4 200cal + 460caÌ
C1*.'-"r ^H:=
Sl---mi-r
ÀH'=
"16çtt
oxigêniocomum
ozôÍio
carbono-grafite enxofrerômbico
enxofremonociínico
dodissoluçõo lnfluôncio Quando uma subÍância ê dissoÌvida em um solvente,essadissoÌuçãoé acompanhada de uma variaçãono conteúdoenergético.O fenômenopode ser endotéÍmico a dissoluçãoem águaliConsìdeÍemos quida de I mol de ácido sulfúri€oconcentradoì lHrSO4{-".) + nHrO Observea tabeÌaao Ìado, que mostra os dadosanotadosdurantea expeÌìência Note que, à medidaque aumentamosa quântidadede água, o calor lìbeÍadotam bém aumenta,até chegarmosa um ponto em que a adiçãode mais solventenâo alte Temos,entao, ra o valor do ^solução recebeo diluída, e o ^H. correspondente ^H otr calor de sode solução \oÍne de entalpia lüÇãoov calor de dissolução o\ alnda, entalpia 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
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u"idade2 - Ìd-.qur-icâ
A equaçãotermoquímicada dissoluçãoem ágüado H,SO4i".."ì,a 25.C e I atm. éj (processo exotérmico) o valor 22,9 kcal ë a entalpia de solução or cator de soluÇiio do HrSOa("",")* ^ -^ ^Então, 25'C e I atm. Logo, a dissoluçãoem águaliquida do HrSOa("o^.) é exotórmica. Dependendoda substância,a dìssolução€m águalíqüida pode serendoÌérmica. Veja a equaçãotermoquimicada dissolução,em água,do tiossulfatode sódio,a l0"C e I atm: (processo endotérmico) _^^ Então, o \alor 1,7 kcal ê a entalpiade sotuçãoo\! cator de sotuçãodo NarS,Oj^ra l0"C e 1 atm. Logo, a dissoluçãoem águaÌíquidado Nâ,SrOr(")é endotérmica. Dessemodo, temos: Calor de sotuçAoe a energiodesenvolvidana dissoluçdode I mol de soturo,de modo que a tdìção de mais solyente não aherc o AH ilo sistema. Agora, atentepara o seguint€faro: Vedfica-sequeuma reaçãoqueocorrecom umâ substância em soìuçãot€mum Íesulta. do.energético diferentedaqueleda reaçãoque ocorÌecom essasubs6naianão em solução. pois paÌte da energiâque sedesenvolveria na reaçãojá foi deservolvidana dissolução. ObseÌve,no gÍáfico abaixo,a reaçãodo H,SOa(",.") e a do H:SOa("q) com NaoÍl(.q): HZSO.(-"") + 2NaOH{.q) H,SOl(.q) + 2NaOH(a) tÍlllpii
' -
= ^Hr ÁHr =
Na,SOa(ad+ 2H,O(i) Na,SOa(.q)+ 2H2O(,)
50,7kcal 27,31"ut
{fl)
A S 0 . h q+] 2 H , o r i
Note que H,SO1{4).
> ^Hr
^H:,
pois o conreúdoenergético do HrSOa(."-)é maior que o do
Qral o sienificado de LIl3? gráfico nos mostra que correspondeao calor envotvido na dissoluçãodo -_ _O H:SOr(.ono, ou seja,tÌata-sedo calor ^H3 de dissolução: / HrSO4(.""")+ aq -
H!SO4(,q)
ÀH' = -22,9 ç"ut
-
cãprurô1
qúmEase a .ndsE as Ìeaçòsg
1O9
ffi Exercíclosde oprcndlzogem ffiW EAE) Dad$ âsÌs9ôes:
a)H,o+ ;ozo - H,ou)
rc a l (l 0 "c,l a| n) ^ fL =
. b) H,d f O:ts, H:O,',
y caldo'C, I êtmr ^H" Ìepr$€nle-$emun sÌàúcodeerlalpia(E x sDtdo daEaÉo)e ident'liqüe a relaçào deordm entftA H, eÀHh, iúo è,Atli > AHbouAü: < Agt. XÁ9) En lÌêsreaçõ6suesivãs,paniidosnpiè decârbono nafoÍoa degraftlee oigêniogasoso, ias coodiÉsambicntrs (25!C e I atn), obüvenos líqúdoe ei$so. Façao eráncodemtalpiaÌefercrtea essa!tÉs sáscaòôiicosóUdo, Íe"çòe. e dentiõque â ElaÈod. oldm enLÌe osAH. f,410) Sãodadarâsequaçõer Irmoquítrica!darreâçoes dasfoÍmasâlotntpicâs e cúbha- doislanhocoú - tetrâedÌica a) Sn{*"a,t")+ ore) sno,o AH" = -138,1kcal + oro b) snrdh"q SDoro AHr = -138,?kcaÌ Manrdar coútanr€s roda(a.!coodtósnardua Raçótu: I) iâ9âun sáfico deenlípia con asdüãseqüã9osi II) clasíÍqueasÌeâÉ€sqüanroaocâlormvolvidoi lll) deteÍmine a foÍmanah €stável do *taÍho; I9 deteninsa quanlidade decalor(AE) iecessiriapâÌapassaÌdeumatorna a oúB do staìhoE^ll) Cldsiliqqeosfmônoos e6 eÍdotérÌnicos e exoternicos: d) condensação dovapordeácua o iodo(ólido) - iodo(vârd c) vapoírâção do neÌcÌílioÍquido 0 H,Oo ' H,OG) f,Â12)Ob$€neo BÌáÍcoda dnsohçãode I nol deHClo emHrOo e detemióea entalpìa desolução do HCI:
l0
10ô
Mok doH!0/rold. flCl
10 -Ì1
-t t3 - 15 l0 - 17 Ì9 LO
f,Al3) SãopÌoesbs endol€mico e exotérôico, respectivamente, ar oudançâs deestado: a) lusãoe ebüliÉo. e tusão. d) süblinação b) solidificação e liqueiação. e) lapoÌiu Éo e soìidin{ação. e subìimâção. 0 condensação
f,Âl|) No diagÌmaabãixoestãorcpEsnrãdas por t, It e IIII lrêstrandoÌÍnaÉs,desieiadas
1u, .r,o| 1N' I tl
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De$asirânsfomagos quâl(js)eú(ão) coretámenre reprc$€itádâ(s)? [Alt
Conddere a eqüação teÌnoqúmìcâl + 0:6ì = -70,9 kÚmol S(Io,bbo - Sozcr ^H En segda: a) rcpÌdmtegraf'cànenle o fenôoeno; b) deterÍnine e a ftaçãoá endotémica ou exotémica.
f,Áló) En un ìabomlóíoun alurofezduas*píiêncjas, dmritzs pelasequagoes lbaixo: Expeíencia + NaOItl"o NaNOrr"d l HNOrró".) + HrO(r x ÌcâÌ/nol ^Hr== y kcâl/Dol Expeíêmia r NaNOr(4r Il HNOroo+ NaOH@) + Hro(i) ^H! Apósd expedências, pÌopôsalsDnarqÌrestõ6a esse o professor atuno; ajude-oa resoìvêlas: â) Qualo najor valoÌdo AH? b) Iaça ün eáfico,sinuÌrtueo.dâsduasequaçoes. c) QuaÌo caloÌdesolugão do sNOl."")? tAlT) Fm uÌ labomródo comaparelhdseú deaÍ mndicrooado o rermónello narâvâ:rrÍperarúãâmbrenLe rsut a lE"c.Ne{elaboaróo. umgupodea.u0o\ redi,aLa parader;n.ndqjo unã dr e\per ància\, doAfl. Nodià "ède se8ujn1e, o arcondicionado stavacon ddeitoe o &nnônerÌonaÌcâvaìternperaÌuÌa ânbienteisuala 12.c. Nssa rempeÍalura mbienteto nsno grupodealunosÌepeliuâsmesnas erpeÍiênciâs do diaankÌior.OsÌsüìtadorob1ì dosioÌan osnesmos? Justilique süarespoía_ f,AlE) Obseneo gráicoaolado: = -?l,l kcal/mol S(,i-.6io)+ Orli) SO,in ^Hr = -?1,0kcâl/noì S6.u.1+ Or., 59r,, Cahuleo AH datnnsfonaçãodo^H, enxoileónbico eÍ erxolÌemonoclitrico e classifique a lÌansfomaÉoemexo-
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EAlorMedúdo a quanüdade de.âlorde*Nohidânadirsotução deI motdeatcoot d,ti.o iqú,do(C H.OH, ì emo r rmrs oudridâd$deasMe. a resxl.Íãrsporundo o\ Lato?\paraJm,i" enade;ordFaod".obrivemo. o r.
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ou enlalpiâdesolu9ão do ákootelilim? Qualé o €loÌ desoluçào Escoa â equaqão terÍìoquinie dadissolução do ímoÌ ,.litjcotiquidoen águâ.