Termoquimica

- 2009 -

Su@! @!$cia 7m 6cal/mol: Su@! @!$cia 7m 6cal/mol: C7?6g: 4', C&7>176l: 4JJ,? PROGRAMA DE REVISÃO INTENSIVA C&7& 6g: G>?,& 7Or6g:  4K, PARALELA C &7 J6g: 4&8,& 7Cl6g: 4&&,' RUMO AO VESTIBULAR  RUMO CL7K6g: 4&?,K 7&16g: 4>,K C?7'86g: 4&,K 7&16l: 4JK,L Disciplina Tema Professor Natureza Dia / Mês / Ano Código Sequencial C16g: 4&J,? 7&1&6l: 4??,Kol C1&6g: 4Termoqumica ?,' N7L6g: !egina4'',8 Qumica !umo ao "esti#ular A$%A &' “ 

Termoquímica 1 - Si!ema e "i#i$%a$&a C(amaremos de sistema ) rea*+o qumica em estudo, e -izin(an*a, o am#iente ao redor do sistema. A -izin(an*a englo#a o recipiente onde est ocorrendo a rea*+o, o ar nas pro0imidades, a m+o do operador, se este este esti esti-e -err segu seguran rando do o reci recipi pien ente te e outr outro o meio meio material em contato com o recipiente. 2 - Troca 'e e$er(ia e$!re o i!ema e a "i#i$%a$&a $ma rea*+o qumica pode ocorrer com li#era*+o de calor calor.. Neste Neste caso, caso, o calo calorr li#er li#erado ado estar estaria ia sendo sendo transferido para a -izin(an*a, pro-ocando uma ele-a*+o na temperatura do recipiente, do ar e do meio material em contato com o recipiente. ) - Rea&*o e+o!,rmica e e$'o!,rmica 1 processo ser e0ot2rmico, quando li#erar calor  para a -izin(an*a3 e ser endot2rmico quando a#sor-er  calor da -izin(an*a. No primeiro caso, a temperatura da -izin(an*a ir aumentar e no segundo, diminuir.  - .a/orime!ria 1 calor calor li#era li#erado do ou a#sora#sor-ido ido em uma rea*+o pode ode ser determinado atra-2s da -aria*+o de temp temper erat atur ura a ocor ocorri rida da na -izi -izin( n(an* an*a, a, usan usando do4s 4se e a equa*+o5   mc3T, onde5  2 o calor rece#ido ou cedido, calorr espe especi cififico co da su#s su#sta tanc ncia ia que que esta esta c 2 calo rece#endo ou cedendo calor 6c7&8 9 ' cal.g4' oC4': 3T 2 a -aria*+o da temperatura. Se ;T for maior  que zero, significa que a -izin(an*a rece#eu calor  do sistema, e caso contrario, a -izin(an*a cedeu calor ao sistema. oC para ?8 oC@

!esolu*+o5 ;T 9 Tf  –   Ti 9 ?8  –  &>  &> 9 '> oC  –  T m 9 '88 g c 9 ' cal,g4'.oC4' Q 9 m.c.;T Q 9 '88.'.'> Q 9 '>88 cal ou ',> cal 4 - E$!a/5ia 678 1 conteBdo de calor de um sistema n+o pode ser 

”  ” 

medido, mas a -aria*+o de calor sofrida em uma rea*+o qumica, pode ser medida pela calorimetria. Quando o processo se realiza ) press+o constante, rece#e o nome de =-aria*+o de entalpia=. entalpia=. Assim, Assim, entalpia entalpia 2 o conteBdo conteBdo ener energ2 g2titico co de um sist sistema ema quan quando do este este sofre sofre uma uma transforma*+o ) press+o constante. 37  7   - 7i Por defini*+o, a entalpia de su#stncia su#stncia simples, na forma alotrópica mais comum e a &> oC e ' atm, 2 zero. J,J  >J,J cal ?,& G >.8I ;7 9 4 > ' L  –   ' 8 K , ? ; 7 4  –  J&',? cal Como o calor desta rea*+o corresponde ) com#ust+o de & mol de C&7&, temos que o calor de com#ust+o do acetileno 2 4L'8, cal/mol de C &7&. 10 - .a/or 'e 'io/u&*o E a -aria*+o de entalpia de-ida ) dissolu*+o de um mol de soluto, em sol-ente suficiente para n+o se o#ser-ar efeito t2rmico, após uma no-a adi*+o de sol-ente. Tal dilui*+o, 2 c(amada de dilui*+o infinita. 8 cal S G 1& → S1& ∆7 9  8J8 cal ?. Calcule o ∆7 para a com#ust+o completa de '>J g de #enzeno 6CJ7J:, sa#endo que os calores de forma*+o s+o5 ∆7 da gua 9  JKL&8 cal/mol ∆7 do gs car#nico 9  ?8>8 cal/mol ∆7 do #enzeno 9 G''& cal/mol >. Dadas as rea*es5

>. Queimando4se &8,8 g de car-+o, o#te-e4se um desprendimento de '?8 cal. Qual o teor 6porcentagem de pureza: de car#ono nesse car-+o, sa#endo4se que o calor de com#ust+o do car#ono a 4J cal@

C&7>17 G L 1& → & C1& G L 7&1 C7LC71 G >/& 1& → & C1& G & 7&1 Qual o ∆7 da rea*+o5 C&7>17 G V 1& → C7LC71 G 7&1@

a: 8 #: > c: K,> d: K&,> e: K8

J. Calcular o ∆7 da rea*+o de com#ust+o de ?J g de C&7>17 sendo que s+o dadas as entalpias de forma*+o do5

J. As entalpias molares do gs car#nico, gua liquida, etanol e metanol -alem, respecti-amente,  LL U/mol,   &?& U/mol,  &> U/mol e  &KL U/mol. Qual a raz+o entre as entalpias de com#ust+o do etanol e metanol@ a: ',>8 #: ',K c: ',J d: &,8' e: &,'&

C1& C&7>17 7& 1

∆79

L&,J cal ∆7 9  & cal

∆7

9  ?,' cal/mol ∆7 9  JJ,& cal/mol ∆7 9  JK,L cal/mol

. Calcular o ∆7 da rea*+o5 C&7? G 7&1 → C&7>17 sa#endo que5 1 calor de com#ust+o do C&7>17 2 de  'LJK U/mol 1 calor de com#ust+o do C&7? 2 de  '?'8 U/mol K. Calcular o ∆7 de uma rea*+o de com#ust+o do etano 3

6C&7J:, sa#endo que5 1 calor de forma*+o do etano 2 ∆7 9  &8,& cal/mol 1 calor de forma*+o do dió0ido de car#ono 25 ∆79 ?,' cal/mol 1 calor de forma*+o da gua lquida 2 ∆7 9  JK,L cal/mol . Determine o ∆7 de forma*+o do metano 6C7?:, sa#endo que5 1 calor de com#ust+o do car#ono grafite 2 ∆7 9 4 ?,' cal/mol 1 calor de forma*+o da gua 2 ∆7 9  JK,L cal/mol 1 calor de com#ust+o do metano 2 ∆7 9  &'K,8 cal/mol '8. Calcule o ∆7 da transforma*+o do ó0ido de ferro FF 6Re1: em ó0ido de ferro FFF 6Re&1L:, segundo a equa*+o5 & Re1 G V 1& → Re&1L Dados o ∆7 de forma*+o do5 Re15 ∆7 9  J?,8? cal/mol Re&1L5 ∆7 9  'J,> cal/mol ''. Calcule o -alor do ∆7 para o processo5 L C&7& → CJ7J sa#endo que os calores de com#ust+o do etino 6C &7&: e do #enzeno s+o5 Com#ust+o do etino5 ∆7 9  L'8,8 cal/mol Com#ust+o do #enzeno5 ∆7 9  ,L cal/mol '&. Dados os calores de com#ust+o das seguintes su#stncias5 C&7? 5 ∆7 9  LL,L cal/mol 7& 5 ∆7 9  JK,L cal/mol C&7J 5 ∆7 9  L&,K cal/mol Calcule a -aria*+o de entalpia na (idrogena*+o do eteno, segundo a rea*+o5 C&7? G 7& → C&7J 'L. Calcule o calor de forma*+o do CS &, considerando as equa*es de com#ust+o do5 Car#ono grafite5 ∆7 9  ?,' cal S G 1& → S1&5 ∆7 9  8,& cal/mol CS& GL 1& → C1& G & S1& 5 ∆7 9  &J> cal '?. Dadas as equa*es5 C G 1& →C1& ∆7 9  ?,' cal/mol 7& G V 1& → 7&1 ∆7 9  JK,L cal/mol & C G L 7& G V 1& → C&7>17 ∆7 9  JJ,& cal/mol Calcule a quantidade de calor desen-ol-ida na com#ust+o completa de ?J g de lcool etlico 6C&7>17:. '>. 1 calor de com#ust+o do eteno 6C &7?: 2 ∆79 LL,& cal/mol. Que massa, em gramas, de eteno de-emos queimar para o#termos '>L,?? cal@

'J. Dados os -alores de ∆7 de5 com#ust+o do car#ono5 ∆7 9  ?,' cal com#ust+o do (idrogênio5 ∆7 9  JK,L cal Rorma*+o do C&7&5 ∆7 9 >?,& cal Calcular a quantidade de calor li#erada na com#ust+o completa de '8? g de acetileno 6C&7&: '. 1 calor de com#ust+o do metano 6C7 ?: 2 ∆7 9  &'&,K cal. Que massa, em gramas, de metano de-emos queimar para o#termos 'K&J,? cal@ 'K. Com as seguintes energias de liga*+o em cal/mol5 C9C CWC C7 CR 7R

'?J &88 '88 ''J 'L>

Qual 2 a energia total en-ol-ida no processo@ 7C W C7 G 7R → R7C 9 C7& '. Con(ecendo as seguintes energias de liga*+o no estado gasoso 6em cal/mol:, qual 2 o ∆7 da rea*+o5 7& G Cl& → & 7Cl 77 Cl  Cl 7  Cl

'8? >K '8L

&8. Dadas algumas energias de liga*+o em cal.mol4'5  C  C K&,J C9C '?>,K CWC ',J C  Cl K' CR ''J RR L Cl  Cl >, 7R 'L> 7  Cl '8L,' 7C K,K $tilizando as energias m2dias de dissocia*+o, e considerando que a rea*+o pode tomar dois camin(os diferentes, calcule a -aria*+o de entalpia para as rea*es ' e &. 6rea*+o ': RClC9C7& 6rea*+o &:

RC W C7 G 7Cl

∆7

90

ClC W C7 G 7R

∆7

9X

&'. Com #ase na ta#ela a#ai0o 6dados em cal/mol:, determine o ∆7 da seguinte equa*+o5 L Cl& G & N7L → J 7Cl G N& 7N 77 CC

 L  '8?  KL 4

7  Cl NN Cl  Cl NWN

 '8L  LK  >K  &&>

&&. Dadas as seguintes energias de liga*+o, em U/mol de liga*+o5 NWN 77 N7

'J.  L'8, cal / mol e '&?&,K cal / '8?g de acetileno '. '?8K g 'K.  & cal '.  ??cal &8. '60: 9  ''K,J cal/mol &6X: 9  KL,J cal/mol &'.  ''' cal &&. >8 U/mol de N7L &L. 7 9 G LL8 U/mol &?. ''8?L  KLJ,J 9  &J?J,? U/mol

>8 ?L8 L8

Calcule o -alor da energia t2rmica 6em U por mol de N7L: en-ol-ida no processo5 N& G L 7& → & N7L &L. Dada a rea*+o5 C&7J → ' 6CC: G J 6C7:

∆7

9 &K&J U/mol

Sa#endo que a energia de liga*+o do C  7 2 G ?'J, calcule a energia en-ol-ida na liga*+o CC &?. Calcule a energia en-ol-ida na rea*+o5 C?7'8 G 'L/& 1& → ? C1& G > 7&1 Dadas as entalpias em U5 C7 CC 191 C91 71

∆7

9@

7 9 ?'&,> 7 9 L?>,L 7 9 ?,K 7 9 K8&,> 7 9 ?J&,L

E+ercício co$cei!uai

'. A &. O L. < ?. A >. C J. C E+ercício a"a$&a'o

'. ∆7 9  'L cal/mol &. GL8 cal/mol de A L.  K' cal ?. ∆7 9  '>J'K >. ?K,J cal J. ∆7 9 L&J, cal/molYda rea*+o ∆7 9 L&J88 cal/?J g . ?& U/mol K. ∆7 9  L&, cal/mol .  '&, cal/mol '8.  JK,?& cal ''.  'L8, cal/mol '&.  L&,K cal/mol 'L. L8,> cal/mol '?. L&J88 cal '>. '?>,J g 5