REVISÃO DE TERMOQUÍMICA E CINÉTICA QUÍMICA

Reações Endotérmicas e Exotérmicas

Reações Endotérmicas e Exotérmicas são grandezas que medem a quantidade de calor (energia) absorvida e liberada durante as reações químicas. Elas são estudadas pela termoquímica.

Qual a diferença entre elas?

Reação Endotérmica é aquela em que há absorção de energia. Nesse processo, a energia é produzida e, de forma independente, é mantida.

As aves e os mamíferos têm a capacidade de manter a estabilidade da temperatura do corpo. Por esse motivo eles são chamados de animais endotérmicos, popularmente, “animais de sangue quente”.

Reação Exotérmica é aquela em que há liberação de energia. Nesse processo, a produção de energia somente persiste mediante o fornecimento contínuo de energia.

A mudança de estados físicos, nessa ordem: gasoso, líquido e sólido, é um exemplo de reação exotérmica. Cada um deles ocorre na medida em que a energia é liberada, ou seja, quando há menos calor.

Entalpia de Formação

A variação de entalpia envolvida na formação de 1 mol de um produto a partir de substâncias simples nos respectivos estados-padrão é chamada de entalpia de formação.

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EI ZÉ CIÇO

I) Calcule o ΔH e classifique a reação que tem entalpia dos reagentes +15 e entalpia dos produtos + 70.

II) Calcule o ΔH em kcal de uma reação que tem, entalpia dos reagentes 80 Kcal e entalpia dos produtos – 30 Kcal.

III) A combustão completa de 2 mols de metano (CH₄), libera 1780,8 kJ. Qual é a sua entalpia padrão?

IV) O gás engarrafado, usualmente consumido como combustível em fogões, é mistura de hidrocarbonetos derivado do petróleo, constituída predominantemente de butano. Sua combustão pode ser representada pela equação abaixo:

C₄H_10(g) + 13/2 O_2(g) à 4 CO_2(g) + 5 H₂O_(g)        ΔH = -96 kcal.

Qual é a energia liberada na combustão de 4 mols de gás butano?

  

Lei de Hess

O químico e médico Germain Henry Hess (1802-1850) desenvolveu importantes trabalhos na área de termoquímica.

A Lei de Hess é uma lei experimental e estabelece que a variação de entalpia de uma reação química depende apenas dos estados inicial e final da reação.

△H = H final - H inicial

A Lei de Hess também pode ser chamada de lei da soma dos calores de reação.

É uma forma de calcular a variação de entalpia através dos calores das reações intermediárias. Podem ser infinitas variações de entalpia.

 

 

V) (FGV-SP) Em um conversor catalítico, usado em veículos automotores em seu cano de escape para redução da poluição atmosférica, ocorrem várias reações químicas, sendo que uma das mais importantes é:

1 CO(g) + ½ O₂(g) → 1 CO₂(g)

 

Dados que as entalpias das reações abaixo são:

C_(grafita) + ½ O_2(g) → CO_(g)  ∆H=-26,4 kcal

C_(grafita) + O_2(g) → CO_2(g)    ∆H=-94,1 kcal

 

Pode-se afirmar que a reação inicial é:

VI) Considere a reação de combustão incompleta do carbono produzindo apenas monóxido de carbono, CO₂(g):

2 C_(grafita) + 1 O_2(g)   →   2 CO_(g) ∆H = ?

Descubra o valor de ∆H, usando as seguintes equações:

(I) 1 C_(grafita) + 1 O_2(g)   →   1 CO_2(g)

∆H = - 94,1 kcal

(II) 2 CO_(g) + 1 O_2(g)   →   2 CO_2(g)   

∆H = - 135,4 kcal

VII) A glicólise é um processo que ocorre nas células, convertendo glicose em piruvato. Durante a prática de exercícios físicos que demandam grande quantidade de esforço, a glicose é completamente oxidada na presença de O2. Entretanto, em alguns casos, as células musculares podem sofre um déficit de O2 e a glicose ser convertida em duas moléculas de ácido lático. As equações termoquímicas para a combustão da glicose e do ácido lático são, respectivamente, mostradas a seguir:

O processo anaeróbico é menos vantajoso porque:

CINÉTICA QUÍMICA

Cinética química é o ramo da química que estuda a rapidez das reações químicas, bem como os fatores que a influenciam.

A rapidez, ou velocidade, de uma reação química indica a variação da quantidade de reagentes e produtos com o passar do tempo.

Consideremos uma reação química, já balanceada

aX + bY → cZ + dW

onde os reagentes X e Y vão sendo consumidos e os produtos Z e W formados.

Chamamos de velocidade média de consumo de X a razão:

Ou seja, a variação da concentração do reagente X com o tempo.

O mesmo vale para o reagente Y.

Para os produtos Z e W, definimos:

VIII) (Faap – SP) Num determinado meio onde ocorre a reação:

1 N₂O₅ à 1 N₂O₄ + ½ O₂

Observou-se a seguinte variação de concentração de N2O5(g) em função do tempo:

N2O5/mol.L-1	0,233	0,200	0,180	0,165	0,155
Tempo/s	0	180	300	540	840

Calcule a taxa de desenvolvimento média da reação no intervalo de 3 a 5 minutos.

IX) (Fafi-MG) No diagrama ao lado, o valor da energia de ativação corresponde (em kcal) a: