{"id":404,"date":"2023-04-24T22:34:24","date_gmt":"2023-04-25T01:34:24","guid":{"rendered":"https:\/\/aquitemquimica.com.br\/post\/?p=404"},"modified":"2023-05-03T15:48:05","modified_gmt":"2023-05-03T18:48:05","slug":"termoquimica","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/aquitemquimica.com.br\/post\/termoquimica\/","title":{"rendered":"Termoqu\u00edmica"},"content":{"rendered":"

A termoqu\u00edmica \u00e9 o estudo da transfer\u00eancia de calor que ocorre durante uma rea\u00e7\u00e3o qu\u00edmica. Existem dois tipos de processos termoqu\u00edmicos: endot\u00e9rmicos e exot\u00e9rmicos. Processos endot\u00e9rmicos: S\u00e3o processos que absorvem energia t\u00e9rmica do meio ambiente, gerando uma sensa\u00e7\u00e3o de frio. Na termoqu\u00edmica, um processo endot\u00e9rmico \u00e9 representado pela absor\u00e7\u00e3o de calor. Isso significa que, durante a rea\u00e7\u00e3o, ocorre uma transfer\u00eancia de energia da vizinhan\u00e7a para o sistema. O exemplo mais comum de processo endot\u00e9rmico \u00e9 a dissolu\u00e7\u00e3o de cloreto de am\u00f4nio em \u00e1gua. Quando o cloreto de am\u00f4nio \u00e9 dissolvido em \u00e1gua, ele absorve energia t\u00e9rmica da \u00e1gua e do ambiente, gerando uma sensa\u00e7\u00e3o de frio. Processos exot\u00e9rmicos: S\u00e3o processos que liberam energia t\u00e9rmica para o meio ambiente, gerando uma sensa\u00e7\u00e3o de calor. Na termoqu\u00edmica, um processo exot\u00e9rmico \u00e9 representado pela libera\u00e7\u00e3o de calor. Isso significa que, durante a rea\u00e7\u00e3o, ocorre uma transfer\u00eancia de energia do sistema para a vizinhan\u00e7a. O exemplo mais comum de processo exot\u00e9rmico \u00e9 a combust\u00e3o de uma vela. Durante a combust\u00e3o, a cera da vela \u00e9 oxidada e libera energia t\u00e9rmica para o ambiente, gerando uma sensa\u00e7\u00e3o de calor.<\/p>

  • Conceitos B\u00e1sicos: A termoqu\u00edmica \u00e9 a \u00e1rea da qu\u00edmica que estuda as rela\u00e7\u00f5es entre calor e as rea\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas. Os conceitos b\u00e1sicos incluem a defini\u00e7\u00e3o de calor, energia interna, entalpia, capacidade calor\u00edfica e calor espec\u00edfico. Calor:<\/strong> \u00c9 a energia t\u00e9rmica transferida de um corpo para outro em virtude da diferen\u00e7a de temperatura entre eles. Na termoqu\u00edmica, o calor \u00e9 uma das formas de energia envolvidas nas rea\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas. Energia interna:<\/strong> \u00c9 a energia total de um sistema, incluindo sua energia cin\u00e9tica e potencial. Na termoqu\u00edmica, a energia interna \u00e9 importante porque ela determina a quantidade de calor que pode ser trocada com o ambiente durante uma rea\u00e7\u00e3o qu\u00edmica. Entalpia:<\/strong> \u00c9 a quantidade de calor trocada entre um sistema e o ambiente a press\u00e3o constante. A entalpia \u00e9 representada pela letra H e \u00e9 uma grandeza termodin\u00e2mica que est\u00e1 relacionada com a energia interna do sistema. Capacidade calor\u00edfica:<\/strong> \u00c9 a quantidade de calor necess\u00e1ria para elevar a temperatura de uma determinada quantidade de subst\u00e2ncia em uma unidade de temperatura. A capacidade calor\u00edfica \u00e9 uma propriedade f\u00edsica das subst\u00e2ncias e \u00e9 importante para entender como as subst\u00e2ncias armazenam e liberam calor. Calor espec\u00edfico:<\/strong> \u00c9 a quantidade de calor necess\u00e1ria para elevar a temperatura de uma unidade de massa de uma determinada subst\u00e2ncia em uma unidade de temperatura. O calor espec\u00edfico \u00e9 uma propriedade f\u00edsica das subst\u00e2ncias e \u00e9 importante para entender como as subst\u00e2ncias armazenam e liberam calor de maneira diferente.<\/li><\/ul>\n\n
    • Rea\u00e7\u00f5es Endot\u00e9rmicas e Exot\u00e9rmicas: Uma rea\u00e7\u00e3o exot\u00e9rmica libera calor para o ambiente, enquanto uma rea\u00e7\u00e3o endot\u00e9rmica absorve calor do ambiente. Esses conceitos s\u00e3o importantes porque ajudam a entender a dire\u00e7\u00e3o das rea\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas.<\/li>\n\n
    • Lei de Hess: A lei de Hess \u00e9 uma lei fundamental da termoqu\u00edmica que estabelece que a varia\u00e7\u00e3o de entalpia de uma rea\u00e7\u00e3o qu\u00edmica \u00e9 independente do caminho pelo qual a rea\u00e7\u00e3o ocorre. Isso significa que a varia\u00e7\u00e3o de entalpia pode ser calculada a partir dos entalpias dos reagentes e produtos, independentemente das etapas intermedi\u00e1rias.<\/li>\n\n
    • Entalpia Padr\u00e3o de Forma\u00e7\u00e3o: A entalpia padr\u00e3o de forma\u00e7\u00e3o \u00e9 a quantidade de calor liberada ou absorvida quando uma mol\u00e9cula \u00e9 formada a partir dos elementos que a comp\u00f5em. \u00c9 um valor importante porque pode ser usado para calcular a varia\u00e7\u00e3o de entalpia em qualquer rea\u00e7\u00e3o qu\u00edmica.<\/li>\n\n
    • Lei de Kirchhoff: A lei de Kirchhoff \u00e9 uma extens\u00e3o da lei de Hess que leva em considera\u00e7\u00e3o as varia\u00e7\u00f5es de temperatura que ocorrem durante uma rea\u00e7\u00e3o qu\u00edmica. Ela \u00e9 \u00fatil para prever o efeito da temperatura na varia\u00e7\u00e3o de entalpia de uma rea\u00e7\u00e3o.<\/li>\n\n
    • Ciclo de Born-Haber: O ciclo de Born-Haber \u00e9 um modelo te\u00f3rico que descreve as etapas envolvidas na forma\u00e7\u00e3o de um composto i\u00f4nico a partir de seus elementos constituintes. Ele \u00e9 importante porque permite calcular a entalpia de forma\u00e7\u00e3o de compostos i\u00f4nicos complexos a partir de dados experimentais.<\/li><\/ul><\/div><\/div><\/div><\/div>

      Termoqu\u00edmica nos vestibulares e ENEM nos \u00faltimos tr\u00eas anos (2023-2021)<\/h2>
      • ENEM 4%<\/li>\n\n
      • FUVEST 10%<\/li>\n\n
      • ITA 15%<\/li>\n\n
      • UNESP 19%<\/li>\n\n
      • UNICAMP 12%<\/li>\n\n
      • UNIFESP 15%<\/li><\/ul>

        1.<\/strong> (Unicamp 2023)<\/p>

        A caia\u00e7\u00e3o ou pintura com cal hidratada (Ca(OH)2<\/sub>) \u00e9 uma das formas mais antigas para o revestimento da fachada de edif\u00edcios. A cal virgem (CaO) \u2013 produzida a partir do aquecimento do calc\u00e1rio (CaCO3<\/sub>) \u2013, ao ser colocada em \u00e1gua, forma a cal hidratada que, uma vez aplicada \u00e0 parede e em contato com o CO2<\/sub> do ar atmosf\u00e9rico, vai se transformando em seu precursor, o carbonato de c\u00e1lcio. Dessa forma, o carbonato de c\u00e1lcio fica aderido \u00e0 parede, protegendo-a, conservando-a e embelezando-a.<\/p>

        Considere as equa\u00e7\u00f5es a seguir:<\/p>

        I) CaCO3<\/sub> \u2192 CaO + CO2<\/sub>                           \u0394H = 178 kJ\/ mol<\/p>

        II) CaO + H2<\/sub>O \u2192 Ca(OH)2<\/sub>                       \u0394H = – 109 KJ\/mol<\/p>

        III) Ca(OH)2<\/sub> + CO2<\/sub> \u2192 CaCO3<\/sub> + H2<\/sub>O        \u0394H = ?<\/p>

        Levando em conta apenas as equa\u00e7\u00f5es do processo de transforma\u00e7\u00e3o e produ\u00e7\u00e3o do carbonato de c\u00e1lcio (equa\u00e7\u00f5es I a III), pode-se afirmar que o processo<\/p>

        a) pode ser considerado carbono neutro e que a \u00faltima equa\u00e7\u00e3o representa uma rea\u00e7\u00e3o que levaria ao aquecimento da parede onde a cal foi aplicada.<\/p>

        b) pode ser considerado carbono neutro e que a \u00faltima equa\u00e7\u00e3o representa uma rea\u00e7\u00e3o que levaria ao resfriamento da parede onde a cal foi aplicada.<\/p>

        c) n\u00e3o pode ser considerado carbono neutro e que a \u00faltima equa\u00e7\u00e3o representa uma rea\u00e7\u00e3o que levaria ao aquecimento da parede onde a cal foi aplicada.<\/p>

        d) n\u00e3o pode ser considerado carbono neutro e que a \u00faltima equa\u00e7\u00e3o representa uma rea\u00e7\u00e3o que levaria ao resfriamento da parede onde a cal foi aplicada.<\/p>

        2. (Uerj 2023)<\/p>

        A rea\u00e7\u00e3o qu\u00edmica entre metano e cloro molecular produz \u00e1cido clor\u00eddrico e diclorometano, sendo este segundo composto empregado como solvente em processos industriais. Os valores de energia de liga\u00e7\u00e3o envolvidos na rea\u00e7\u00e3o est\u00e3o apresentados na tabela a seguir.<\/p>

        LIGA\u00c7\u00c3O<\/strong><\/td>ENERGIA DE LIGA\u00c7\u00c3O (kJ\/mol)<\/strong><\/td><\/tr>
        C \u2013 H<\/td>410<\/td><\/tr>
        Cl – Cl<\/td>240<\/td><\/tr>
        C – Cl<\/td>330<\/td><\/tr>
        H-Cl<\/td>430<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>

        A energia, em quilojoules, liberada na forma\u00e7\u00e3o de 1,0 mol de diclorometano \u00e9 igual a:<\/p>

        a) 220<\/p>

        b) 400<\/p>

        c) 640<\/p>

        d) 850<\/p>

        3. (Unesp 2023)<\/p>

        Considere as seguintes informa\u00e7\u00f5es sobre o \u00f3leo diesel, uma mistura de hidrocarbonetos de f\u00f3rmula geral Cn<\/sub>H2n+2<\/sub> :<\/p>

        F\u00f3rmula molecular m\u00e9dia: C12<\/sub>H26<\/sub><\/p>

        Massa molar m\u00e9dia: 170 g\/mol<\/p>

        Poder calor\u00edfico aproximado: 45000 kJ\/kg<\/p>

        Um gerador de pot\u00eancia igual a 180 kW trabalhou sob regime de pot\u00eancia m\u00e1xima durante 1 hora. Caso fosse poss\u00edvel transformar em energia el\u00e9trica toda a energia que se obt\u00e9m pela queima do \u00f3leo diesel, a quantidade de \u00f3leo diesel consumida pelo gerador em uma hora seria pr\u00f3xima de<\/p>

        a) 254 mol.<\/p>

        b) 169 mol.<\/p>

        c) 42 mol.<\/p>

        d) 85 mol.<\/p>

        e) 210 mol. <\/p>

        <\/p>

        4.<\/strong> (Integrado – Medicina 2023)  <\/p>

        “A entalpia de forma\u00e7\u00e3o, tamb\u00e9m denominada entalpia-padr\u00e3o de forma\u00e7\u00e3o, ou calor-padr\u00e3o de forma\u00e7\u00e3o, \u00e9 o c\u00e1lculo do calor liberado ou absorvido na forma\u00e7\u00e3o de 1 mol de uma subst\u00e2ncia a partir de subst\u00e2ncias simples, no estado padr\u00e3o. \u00c9 imposs\u00edvel calcular o valor absoluto das entalpias de cada subst\u00e2ncia, mas \u00e9 poss\u00edvel calcular a varia\u00e7\u00e3o da entalpia que ocorre na rea\u00e7\u00e3o, por meio de um calor\u00edmetro.”<\/p>

        Dispon\u00edvel em: https:\/\/brasilescola.uol.com.br\/quimica\/entalpia-formacao. Acesso em 05 de out. 2022<\/p>

        Com rela\u00e7\u00e3o ao exposto, observe as varia\u00e7\u00f5es de entalpia das rea\u00e7\u00f5es a seguir.<\/p>

        C(s) + O2<\/sub>(g) \u2192 CO2<\/sub> (g)                                               \u0394H\u00ba = -393,5 KJ\/mol<\/p>

        H2<\/sub> + \u00bd O2<\/sub> (g) \u2192 H2<\/sub>O (g)                                            \u0394H\u00ba = -286,0 KJ\/mol<\/p>

        C6<\/sub>H12<\/sub>O6<\/sub> (s) + 6 O2<\/sub> (g) \u2192 6 CO2<\/sub> (g) + 6 H2<\/sub>O (g)         \u0394H\u00ba = -2807,5 KJ\/mol<\/p>

        A partir da rea\u00e7\u00e3o de forma\u00e7\u00e3o da glicose 6C(s) + 3 O2 <\/sub>(g) +6H2<\/sub>(g) \u2192 C6<\/sub>H12<\/sub>O6<\/sub> (s), qual o valor de sua entalpia de forma\u00e7\u00e3o?<\/p>

        a) \u2013 409,8 kJ\/mol   <\/p>

        b) \u2013 1.269,5 kJ\/mol   <\/p>

        c) + 1.528,2 kJ\/mol   <\/p>

        d) + 1.605,2 kJ\/mol   <\/p>

        e) \u2013 3.486,8 kJ\/mol   <\/p>

        <\/p>

        5.<\/strong> (Unesp 2023)<\/p>

        Analise os diagramas de entalpias de rea\u00e7\u00f5es parciais, associadas com a rea\u00e7\u00e3o de cal viva s\u00f3lida, CaO(s)<\/sub>, com \u00e1gua l\u00edquida, para a produ\u00e7\u00e3o de cal hidratada s\u00f3lida, Ca(OH)2(s)<\/sub>.<\/p>

        \"\"<\/figure>

        A varia\u00e7\u00e3o de entalpia dessa rea\u00e7\u00e3o de cal viva com \u00e1gua l\u00edquida, para produzir cal hidratada, \u00e9 igual a<\/p>

        a) \u2013 1 905 kJ\/mol.   <\/p>

        b) \u2013 65 kJ\/mol.   <\/p>

        c) + 95 kJ\/mol.   <\/p>

        d) \u2013 1 620 kJ\/mol.   <\/p>

        e) + 2 890 kJ\/mol.   <\/p>

        <\/p>

        6. (Pucpr 2023)<\/p>

         Germain Henri Hess (1802-1850) Hess nasceu em Genebra, na Su\u00ed\u00e7a. M\u00e9dico e qu\u00edmico estudioso da termodin\u00e2mica, ele foi um dos pioneiros da F\u00edsico-Qu\u00edmica. Em 1840, ao estudar os calores das rea\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas, enunciou uma lei que ficou conhecida como Lei de Hess: \u201cA varia\u00e7\u00e3o de entalpia de uma rea\u00e7\u00e3o qu\u00edmica depende apenas dos estados inicial e final da rea\u00e7\u00e3o, n\u00e3o importando o caminho da rea\u00e7\u00e3o\u201d.<\/p>

        Analise as equa\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas apresentadas a seguir.<\/p>

        Combust\u00e3o do etano: C2<\/sub>H6<\/sub> (g) + 7\/2 O2<\/sub> (g) \u2192 2 CO2<\/sub>(g) + 3 H2<\/sub>O (l) \u0394H\u00ba = -1558,3 KJ\/mol<\/p>

        Forma\u00e7\u00e3o da \u00e1gua: H2<\/sub> (g) + 1\/2 O2<\/sub> (g) \u2192 H2<\/sub>O (l) \u0394H\u00ba = -285,8 KJ\/mol<\/p>

        Forma\u00e7\u00e3o do di\u00f3xido de carbono: C(grafite) + O2<\/sub> (g) \u2192 CO2<\/sub>(g) \u0394H\u00ba = -393,5 KJ\/mol<\/p>

        Utilizando a lei de Hess, determine a varia\u00e7\u00e3o de entalpia (\u0394H) da rea\u00e7\u00e3o de forma\u00e7\u00e3o do etano gasoso a partir de hidrog\u00eanio gasoso e carbono grafite.<\/p>

        a) -43,05 kJ\/mol    <\/p>

        b) -86,1 kJ\/mol   <\/p>

        c) +86,1 kJ\/mol   <\/p>

        d) +307,1 kJ\/mol   <\/p>

        e) -409,2 kJ\/mol    <\/p>

        <\/p>

        7.<\/strong> (Unesp 2022)  <\/p>

        A varia\u00e7\u00e3o de entalpia, associada \u00e0 forma\u00e7\u00e3o de um cristal i\u00f4nico s\u00f3lido a partir de seus \u00edons no estado gasoso, \u00e9 conhecida como energia reticular. Essa energia \u00e9 dif\u00edcil de ser medida diretamente, mas pode ser calculada de forma indireta, utilizando-se a Lei de Hess, a partir de outras transforma\u00e7\u00f5es, cuja varia\u00e7\u00e3o de entalpia \u00e9 conhecida. Esse caminho para a determina\u00e7\u00e3o da energia reticular \u00e9 conhecido como ciclo de Born-Haber. O diagrama a seguir mostra as etapas desse ciclo para o cloreto de s\u00f3dio (NaCl).<\/p>

        \"\"<\/figure>

        Nesse diagrama, a sublima\u00e7\u00e3o do s\u00f3dio met\u00e1lico, a primeira energia de ioniza\u00e7\u00e3o do elemento s\u00f3dio e a afinidade eletr\u00f4nica do elemento cloro correspondem, respectivamente, aos valores de<\/p>

        a) \u2206H2, \u2206H3 e \u2206H4       <\/p>

        b) \u2206H1, \u2206H0 e \u2206H5    <\/p>

        c) \u2206H1, \u2206H4 e \u2206H3   <\/p>

        d) \u2206H2, \u2206H4 e \u2206H3    <\/p>

        e) \u2206H1, \u2206H3 e \u2206H4    <\/p>

        <\/p>

        8.<\/strong> (Acafe 2022)  <\/p>

        Sob condi\u00e7\u00f5es apropriadas a s\u00edntese do benzeno pode ser obtida a partir do acetileno.<\/p>

        3 C2<\/sub>H2<\/sub> (g) \u2192 C6<\/sub>H6<\/sub> (l)<\/p>

        C6<\/sub>H6<\/sub> (l) + 15\/2 O2<\/sub> (g) \u2192 6 CO2<\/sub> (g) + 3 H2<\/sub>O (l) \u2206H = – 3266 KJ \/mol<\/p>

        C2<\/sub>H2<\/sub> (g) + 5\/2 O2<\/sub> (g) \u2192 2 CO2<\/sub> (g) + H2<\/sub>O (l) \u2206H = – 1298 KJ \/mol<\/p>

        Baseado nos conceitos qu\u00edmicos e nas informa\u00e7\u00f5es fornecidas assinale a alternativa que cont\u00e9m o valor da energia absorvida ou liberada na s\u00edntese de 195g de benzeno a partir do acetileno.<\/p>

        Dados: C = 12 g\/mol e H = 1 g\/mol <\/p>

        a) \u2013 1968 kJ   <\/p>

        b) \u2013 628 kJ   <\/p>

        c) + 628 kJ   <\/p>

        d) \u2013 1570 kJ   <\/p>

        <\/p>

        9.<\/strong> (Ucs 2022)<\/p>

        Quando aquecidos a uma temperatura elevada, o coque e o vapor de \u00e1gua produzem uma mistura conhecida como \u201cg\u00e1s de \u00e1gua\u201d que pode ser utilizada como combust\u00edvel para outras rea\u00e7\u00f5es. A equa\u00e7\u00e3o qu\u00edmica que descreve simplificadamente a rea\u00e7\u00e3o de obten\u00e7\u00e3o desse g\u00e1s encontra-se representada abaixo:<\/p>

        C (s) + H2<\/sub>O (g) \u2192 CO(g) + H2<\/sub> (g)<\/p>

        Supondo que 3,6 kg de coque sejam completamente convertidos em \u201cg\u00e1s de \u00e1gua\u201d, e assumindo que o coque tenha a mesma entalpia padr\u00e3o de forma\u00e7\u00e3o que o carbono grafite, pode-se concluir que a varia\u00e7\u00e3o de entalpia do processo (em kJ) \u00e9 igual a<\/p>

        Dados:<\/strong> \u2206H H2<\/sub>O (g) = – 241,8 KJ \/mol; \u2206H CO (g) = – 110,5 KJ \/mol; C = 12g\/mol.<\/p>

        a) 9759.   <\/p>

        b) 19518.   <\/p>

        c) 29277.   <\/p>

        d) 39390.   <\/p>

        e) 58818.   <\/p>

        Gabarito<\/p>

        1 [A]<\/p>

        2 [A]<\/p>

        3 [D]<\/p>

        4 [B]<\/p>

        5 [B]<\/p>

        6 [B]<\/p>

        7 [E]<\/p>

        8 [D]<\/p>

        9 [D]<\/p>

        V\u00eddeos que podem ajudar a compreender melhor o conte\u00fado de Termoqu\u00edmica.<\/p>

        \n