Termoquímica

INTRODUÇÃO

Termoquímica é o ramo da química que tem por objetivo o estudo da energia associada a uma reação química.

A fonte primária de energia do nosso planeta é o sol.

Ainda não sabemos o que é energia, mas sabemos que todo corpo que tem energia tem capacidade de realizar trabalho, portanto, existe uma equivalência entre energia e trabalho.

PROCESSOS EXOTÉRMICOS E ENDOTÉRMICOS

Toda reação química liberta ou absorve calo. Podemos descrever a reação química de formação da água líquida indicando também o calor envolvido.

H_2(g)+1/2 O_{2(g) →} H₂O₍₁₎ + 68,3 Kcal

A equação mostra que há formação de calor, ou seja, cada mol de água formado libera 68,3 Kcal.

Na reação química de formação de dióxido de nitrogênio a partir dos seus elementos, temos:

1/2 N₂ + O₂ → NO₂ -8 Kcal

A equação mostra que para ela ocorrer há uma absorção de calor de 8 Kcal por mol de NO₂ formados.

Os processos que liberam calor são denominados exotérmicos, e os que absorvem calor são denominados endotérmicos. 

O calor de reação pode ser medido em calorias (cal) ou em Joules (J).

1 mol = 4,184 J

Esses processos podem ser apresentados por diagramas de energias.

ENTALPIA (H)

Entalpia é uma grandeza da termodinâmica que corresponde ao conteúdo de calor de um sistema à pressão constante.

A termoquímica interessa-se pela variação desse conteúdo de calor, quando o sistema é sujeito a uma transformação química. 

Chamamos de variação de entalpia (∆H) o calor perdido ou recebido em qualquer processo químico ou físico à pressão constante.

      ∆H =            H_f        -        H_i

_{variação de entalpia            entalpia final               entalpia inicial}

O ∆H em processos exotérmicos é negativo, pois a entalpia inicial é maior que a entalpia final, porque o processo libera calor.

O ∆H em processos endotérmicos é positivo, pois a entalpia final é maior que a entalpia inicial, porque o processo absorve calor.

Devemos observar que todas as mudanças de estado físico são processos que liberam ou absorvem calor.

Numa equação química, o calor de reação pode ser anotado de duas formas:

1. O calor pode aparecer com um participante
2. O calor pode aparecer com a indicação do ∆H

EQUAÇÃO TERMOQUÍMICA

A equação termoquímica é a forma mais completa e correta de representar uma reação química.

Exemplo: H_2(g) + ½ O_2(g)  → H₂O₍₁₎

A equação mostra-nos que um mol de hidrogênio gasoso reage com meio mol de oxigênio gasoso formando um mol de água líquida, liberando 68 Kcal, se a reação ocorrer nas condições ambientes (25 °C, 1 atm).
Não havendo indicação de temperatura e pressão, supõe-se que a reação ocorrer nas condições ambientais, ou seja, 25 °C e 1 atm.

CALORES DE REAÇÃO

O calor de reação recebe um nome específico, dependendo do tipo de reação que ocorrer:

• calor de formação;
• calor de combustão;
• calor de solução;
• calor de neutralização;