TERMODINÂMICA QUÍMICA

LQRQ 2

Prof Paulo Correia 2o Semestre|2017

Visão geral da aula

Visão geral da aula

Visão geral da aula

Entropia 2a & 3a Leis da Termodinâmica

Entalpia Tipos de reações químicas Lei de Hess Entalpia de formação e de ligação

Fontes recomendadas: livros do Kotz ou Atkins

Energia livre de Gibbs Espontaneidade das reações químicas

SISTEMAS

Tipos de sistemas

Qual é a diferença entre esses tubos de ensaio?

Tipos de sistemas

R: Trocas de energia e/ou de matéria com as vizinhanças

1a Lei da Termodinâmica

A energia não pode ser criada, nem destruída. Ela só pode ser transformada.

∆𝑬𝒔𝒊𝒔 + ∆𝑬𝒗𝒊𝒛 = 𝟎

ENTALPIA

Função de estado para medir variações de energia (calor) durante as reações químicas

Xícara de metal

O que você sente em cada situação?

Processos químicos

Qual é a reação exotérmica?

Processos químicos

Exotérmica: liberação de calor para as vizinhanças

Exotérmica

∆𝑬𝒔𝒊𝒔 + ∆𝑬𝒗𝒊𝒛 = 𝟎

↓ ∆𝑬𝒔𝒊𝒔

↑ ∆𝑬𝒗𝒊𝒛

Processos químicos

Endotérmica: absorção de calor das vizinhanças

Endotérmica

∆𝑬𝒔𝒊𝒔 + ∆𝑬𝒗𝒊𝒛 = 𝟎

↑ ∆𝑬𝒔𝒊𝒔

↓ ∆𝑬𝒗𝒊𝒛

Diagrama de coordenada de reação

http://youtu.be/5UJTR-LA1z4

http://youtu.be/5UJTR-LA1z4

Lei de Hess

A entalpia da reação global é igual à soma das entalpias para as reações individuais

Exercício 1. Lei de Hess – Fermentação da glicose

Entalpia de formação

Formação do composto a partir de suas espécies elementares

Exercício 2. Lei de Hess – Formação do óxido de chumbo II

Entalpia de ligação

Variação de entalpia necessária para quebrar uma ligação química em 1mol de moléculas no estado gasoso

∆𝑯 > 𝟎 para a quebra de ligações

∆𝑯 < 𝟎 para a formação de ligações

Exercício 3. Lei de Hess – Energia de ligação H-I

ENTROPIA

Função de estado para medir a desordem de um sistema

Entropia

É possível calcular a partir da equação de Boltzman

𝑺 = 𝒌 × 𝒍𝒏𝑾 𝑺: entropia 𝒌: constante de Boltzman 𝑾: número de arranjos possíveis

2a Lei da Termodinâmica O aumento da entropia (∆𝑺 > 𝟎) favorece a

espontaneidade de processos químicos

3a Lei da Termodinâmica

A entropia de um cristal perfeito a 0K é igual a zero.

Valor de referência para calcular valores de entropia padrão molar (1mol de substância, 1 atm, 25oC)

A variação da entropia

Aumento da temperatura ∴↑ 𝑬𝒄 ∴↑ 𝑺 Estado físico

Exercício 4. Entropia – Avaliação qualitativa

Exercício 5. Entropia – Avaliação quantitativa

ENERGIA LIVRE DE GIBBS

Função de estado para medir a espontaneidade de processos químicos

Energia livre de Gibbs

Combina as contribuições de entalpia e entropia

∆𝑮 = ∆𝑯 − 𝑻 × ∆𝑺

∆𝑮 < 𝟎: a reação direta é espontânea ∆𝑮 > 𝟎: a reação inversa é espontânea ∆𝑮 = 𝟎: o processo atingiu o equilíbrio

Energia livre de Gibbs

∆𝑮 = ∆𝑯− 𝑻 × ∆𝑺

Exercícios 6-8. Energia livre de Gibbs

Como relacionar esses conceitos?

ENTALPIA

ENTROPIA

ENERGIA LIVRE DE GIBBS

LEIS DA TERMODINÂMICA

TEMPERATURA