Termoquímica: guia de estudo

Ideias principais

A termoquímica acompanha o calor trocado em mudanças químicas e físicas. A variação de entalpia ΔH é negativa em reações exotérmicas, que liberam calor, e positiva nas endotérmicas.

• O calor para mudar a temperatura é q = mcΔT. A água tem c = 4,18 J/(g·°C).
• Lei de Hess: a variação de entalpia de uma reação é a mesma em uma etapa ou em várias, então as equações e seus ΔH podem ser somados.
• Com entalpias de formação, ΔH°_rxn = ΣΔH°f(produtos) − ΣΔH°f(reagentes), com os elementos em seu estado padrão em zero.
• Com entalpias de ligação, ΔH ≈ energia para romper ligações dos reagentes menos energia liberada ao formar ligações dos produtos.

Equações principais

• q = mcΔT
• ΔH°_rxn = ΣΔH°f(products) − ΣΔH°f(reactants)
• ΔH ≈ Σ bonds broken − Σ bonds formed
• q = mL (phase change)

Exemplo resolvido

Combustão do metano: CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O(l). Com ΔH°f de −74,8 para CH₄, −393,5 para CO₂ e −285,8 kJ/mol para H₂O(l): ΔH°_rxn = [−393,5 + 2(−285,8)] − (−74,8) = −890,3 kJ por mol de metano. Em um calorímetro, 100,0 g de água indo de 20,0 °C a 25,0 °C absorvem q = 100,0 × 4,18 × 5,0 = 2090 J.

Erros comuns

• Esquecer de multiplicar ΔH°f pelo coeficiente estequiométrico.
• Inverter a ordem produtos menos reagentes, o que troca o sinal de ΔH.
• Usar ΔH para um mol de reação sem escalar quando a equação é dobrada ou invertida.

Prática

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