Apostila de termoquimica

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TERMOQUÍMICA

Termoquímica é a parte da Química que trata das trocas de calor que acompanham as reações. A energia liberada nas reações químicas está presente em várias atividades da nossa vida diária. Por exemplo, á o calor liberado na queima do gás butano que cozinha os nossos alimentos, é o calor liberado na combustão do álcool ou da gasolina que movimenta nossos veículos e á através dasreações químicas dos alimentos no nosso organismo que obtemos a energia necessária para manutenção da vida.
A maioria das reações químicas ocorre produzindo variações de energia, que freqüentemente se manifestam na forma de variações de calor. A termoquímica ocupa-se do estudo quantitativo das variações térmicas que acompanham as reações químicas. Essas reações são de dois tipos:
Exotérmicas: quandoa reação ocorre com liberação de calor (de exo: para fora)
• combustão (queima) do gás butano, C4H10
C4H10(g) + 13/2 O2(g) => 4 CO2(g) + 5H20(g) + calor
• combustão do etanol, C2H60:
C2H60(l) + 3O2(g) => 2 CO2(g) + 3 H2O(g) + calor
Na equação química, o calor é representado junto aos produtos para significar que foi produzido, isto á, liberado para o ambiente durante a reação.calor sai
|reação química exotérmica |


Endotérmicas: quando a reação ocorre com absorção de calor (de endo: para dentro).
• decomposição da água em seus elementos:
H20(l) + calor => H2(g) + 1/2 O2(g)
• fotossíntese:
6 CO2(g) + 6 H20(l) + calor => C6H12O6(aq) + 6 O2(g)
Naequação química, a energia absorvida á representada junto aos reagentes, significando que foi fornecida pelo ambiente aos reagentes.
calor entra
|reação química endotérmica |


MEDIDA DO CALOR DE REAÇÃO
O calor liberado ou absorvido por um sistema que sofre uma reação química á determinado em aparelhos chamados calorímetros. Estes variam em detalhes e são adaptados para cada tipo de reaçãoque se quer medir o calor. Basicamente, no entanto, um calorímetro é constituído de um recipiente com paredes adiabáticas, contendo uma massa conhecida de parede água, onde se introduz um sistema em reação. O recipiente é provido de um agitador e de um termômetro que mede a variação de temperatura ocorrida durante a reação.
A determinação do calor liberado ou absorvido numa reação química áefetuada através da expressão:
[pic]
onde:
• Q é a quantidade de calor liberada ou absorvida pela reação. Esta grandeza pode ser expressa em calorias (cal) ou em Joules (J). O Sistema Internacional de Medidas (SI) recomenda a utilização do Joule, no entanto, a caloria ainda é muito utilizada. Uma caloria (1 cal) é a quantidade de calor necessária para fazer com que 1,0 g de água tenha suatemperatura aumentada de 1,0ºC. Cada caloria corresponde a 4,18 J;
• m é a massa, em gramas, de água presente no calorímetro;
• c é o calor especifico do liquido presente no calorímetro. Para a água seu valor é 1 cal/g . ºC;
• [pic] é a variação de temperatura sofrida pela massa de água devido a ocorrência da reação. É medida em graus Celsius.
A rigor, deve-se considerar a capacidadetérmica do calorímetro que inclui, além da capacidade térmica da água, as capacidades térmicas dos materiais presentes no calorímetro (agitador, câmara de reação, fios, termômetro etc.).
O calor de reação pode ser medido a volume constante, num calorímetro hermeticamente fechado, ou à pressão constante, num calorímetro aberto. Experimentalmente, verifica-se que existe uma pequena diferença entreesses dois tipos de medidas calorimétricas. Essa diferença ocorre porque, quando uma reação ocorre à pressão constante, pode haver variação de volume e, portanto, envolvimento de energia na expansão ou contração do sistema.
A variação de energia determinada a volume constante é chamada de variação de energia interna, representada por ?E, e a variação de energia determinada à pressão constante é...
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