1 ENTALPIA H a energia total de um

1. ENTALPIA (H): É a energia total de um sistema medida à pressão constante. Não é possível medir a entalpia, mede-se a variação de entalpia ou calor de reação (∆H). 2. REAÇÃO EXOTÈRMICA: Libera calor. ∆H<O. ∆H= Hprodutos - Hreagentes Hprodutos < Hreagentes.

C 2 H 5 OH(ℓ) + 3 O 2(g) 2 CO 2(g) + 3 H 2 O(ℓ) + 1368 k. J C 2 H 5 OH(ℓ) + 3 O 2(g) 2 CO 2(g)+3 H 2 O(ℓ) ∆H= -1368 k. J Na reação exotérmica, o calor aparece com sinal positivo do lado dos produtos ou o ∆H<O é citado após a equação.

3. REAÇÃO ENDOTÉRMICA: Absorve calor. ∆H>O. ∆H= Hprodutos - Hreagentes Hprodutos > Hreagentes. C(s) + H 2 O(g) + 31, 4 kcal C(s) + H 2 O(g) CO(g) + H 2(g) ∆H= +31, 4 kcal Na Reação Endotérmica o calor aparece com sinal positivo do lado dos reagentes ou o ∆H>O é citado após a equação.

PRODUTOS CO(g) + H 2(g) C(s) + H 2 O(g) REAGENTES

I. H 2(g) + 1/2 O 2(g) H 2 O (ℓ ) + 285, 8 k. J II. 1/2 H 2(g) + 1/2 Cℓ 2(g) HCℓ(g) ∆H = -92, 5 k. J III. 1/2 H 2(g) + 1/2 F 2(g) IV. H 2(g) + 2 C (s) V. 2 H 2(g)+2 C(s) HF (g) + 268, 6 k. J + 226, 8 k. J C 2 H 2 (g) C 2 H 4 (g) ∆H = +52, 3 k. J/mol

1. LEI DE HESS: A entalpia de uma reação química que ocorre em várias etapas é a soma das entalpias de todas as etapas da reação. Resumindo: A soma dos ∆Hs de todas as etapas da reação química, é o ∆H da reação química total.

LEI DE HESS ∆H 1 ∆H 2 ∆H 3 = ∆H 1 + ∆H 2

EXEMPLOS DE CÁLCULOS ENVOLVENDO A LEI DE HESS. 2. 1 (CESGRANRIO) Observe o gráfico: O valor da entalpia de combustão de 1 mol de SO 2(g), em kcal, a 25°C e 1 atm, é:

Resolução: 1. A combustão de 1 mol de SO 2(g) é: SO 2(g) + ½ O 2(g) SO 3(g) 2. Considerar os valores do gráfico como sendo positivos e determinar o valor do espaço (x) que tem SO 2(g)+ ½ O 2(g) como reagente e SO 3(g) como produto: x = 94 – 71 = 23. 3. Como a entalpia dos reagentes é maior que a dos produtos ( estamos “descendo” no gráfico) o valor do ∆H é negativo, pois a reação é exotérmica. Então: ∆H = -23 kcal.

2. 2 (UNESP) A entalpia da reação (I) não pode ser medida diretamente em um calorímetro porque a reação de carbono com excesso de oxigênio produz uma mistura de monóxido de carbono e dióxido de carbono gasosos. As entalpias das reações (II) e (III), a 20°C e 1 atmosfera, estão indicadas nas equações termoquímicas a seguir: (I) 2 C(s) + O 2(g) 2 CO (g) (II) C(s) + O 2(g) k. J. mol-1 CO 2 (g) (III) 2 CO(g) + O 2(g) 2 CO 2 (g) ∆H= -283 k. J. mol-1 ∆H= -394 Calcular a entalpia da reação ( I ) nas mesmas condições.

(I) 2 C(s) + O 2(g) 2 CO (g) ∆H= X (II) C(s) + O 2(g) CO 2 (g) ∆H= -394 k. J. mol-1 (III) 2 CO(g) + O 2(g) 2 CO 2 (g) ∆H= -283 k. J. mol-1 RESOLUÇÃO: 2 C(s) + 2 O 2(g) 2 CO 2 (g) ∆H= -788 k. J. 2 CO 2 (g) 2 CO(g) + O 2(g) ∆H= +283 k. J 2 C(s) + O 2(g) 2 CO (g) ∆H= -505 k. J

É O CALOR ENVOLVIDO NA FORMAÇÃO DE UM MOL DA SUBST NCIA A PARTIR DE SEUS ELEMENTOS NO ESTADO PADRÃO: 1 atm, 25°C E ESTADO ALOTRÓPICO MAIS COMUM DA SUBST NCIA C (grafite) + O 2(gasoso) CO 2(gasoso) ∆Hf = -94, 1 kcal. mol-1

SUBST NCIA SIMPLES NO ESTADO PADRÃO E ESTADO ALOTRÓPICO MAIS COMUM TEM ENTALPIA ZERO. C (grafite) H=0 C (diamante) H ≠ 0 O 2 (gasoso) H = 0 O 3 (gasoso) H ≠ 0 S (rômbico) H = 0 S (monoclínico) H ≠ 0 Pn (vermelho) H = 0 P 4 (branco) H ≠ 0

CÁLCULO DO ∆H A PARTIR DOS CALORES DE FORMAÇÃO (∆Hf). ∆H = ∆H produtos - ∆H reagentes

Calcule o calor de combustão do etanol: C 2 H 5 OH(ℓ) + 3 O 2(g) 2 CO 2(g) + 3 H 2 O(ℓ) ∆H de formação de C 2 H 5 OH(ℓ) = -278 k. J/mol ∆H de formação de CO 2(g) = -394 k. J/mol ∆H de formação de = H 2 O(ℓ) = -286 k. J/mol RESOLUÇÃO: ∆H = ∆H produtos - ∆H reagentes C 2 H 5 OH(ℓ) + 3 O 2(g) 2 CO 2(g) + -278 k. J + zero 2. (-394) + 3. (-286) -688 k. J + -858 k. J Hreagentes = -278 k. J 3 H 2 O(ℓ) Hprodutos = -1546 k. J ∆H = ∆H produtos - ∆H reagentes = -1546 k. J – (-278) k. J ∆H = -1268 k. J

É A ENERGIA ABSORVIDA PARA ROMPER UM MOL DE LIGAÇÕES QUÍMICAS NO ESTADO GASOSO. H (gasoso) + H (gasoso) ∆H = + 436 k. J H – H (gasoso)

EM UMA REAÇÃO QUÍMICA, AS LIGAÇÕES DOS REAGENTES SÃO ROMPIDAS (∆H>0) E AS LIGAÇÕES DOS PRODUTOS SÃO FORMADAS ((∆H<0), O SALDO É O ∆H DA REAÇÃO. Dadas as energias de ligação em kcal/mol : C = C 147 Cℓ - Cℓ 58 C - Cℓ 79 C - H 99 C - C 83 Calcular a energia envolvida na reação: H 2 C = CH 2 (g) + Cℓ 2 (g) H 2 CCℓ - CH 2 Cℓ (g)

H 2 C = CH 2 (g) + Cℓ 2 (g) H 2 CCℓ - CH 2 Cℓ (g) REAGENTES: LIGAÇÕES ROMPIDAS: ∆H > 0. H 2 C = CH 2 (g) + Cℓ 2 (g) 4 C –H = 4. 99 = +396 1 C = 1. 147 = +147 1 Cℓ- Cℓ =1. 58= + 58 Hreagentes= 396+147+58 = +701 kcal. PRODUTOS: LIGAÇÕES FORMADAS ∆H<0. H 2 CCℓ - CH 2 Cℓ (g) 4 C-H = 4. -99 = -396 2 C-Cℓ = 2. -79 = -158 1 C-C = 1. -83 = -83 Hprodutos = -396 + -158 + -83 -637 kcal ∆H = + 701 – 637 = +64 kcal.