em muitas reações químicas o principal objetivo não é ... · energia das reações químicas...
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Energia das reações químicas
Em muitas reações químicas o principal
objetivo não é obter os produtos da reação
mas aproveitar a energia envolvida na
transformação.
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Sistema químico
É parte do universo que se pretende estudar
É a parte do meio exterior que interage com o sistema em estudo.
A vizinhança
É a parte do universo que não está em estudo
Meio exterior
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Sistema Isolado
Não há trocas de matéria nem de energia com o meio exterior.
Há trocas de matéria e de energia com o meio exterior.
Sistema aberto
Não há trocas de matéria mas há trocas de energia com o meio exterior.
Sistema Fechado
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Energia interna de um sistema químico tem duas componentes:
Energia cinética - que resulta dos movimentos das partículas do sistema
Energia potencial - que resulta da interação entre as partículas do sistema.
U = Ec + Ep
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Quanto maior for a energia cinética interna mais elevada é a sua
temperatura.
Energia potencial - que resulta da interação entre as partículas do sistema.
U = Ec + Ep
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U = constante ∆U = 0 Ec + Ep = constante ∆Ec + ∆Ep = 0 ∆Ec = -∆Ep
1º Princípio da termodinâmica ou princípio da conservação da energia
A quantidade total de energia do Universo permanece constante
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SISTEMA ISOLADO
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SISTEMA NÃO ISOLADO
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Em sistemas isolados
Reação exotérmica Reação endotérmica
A temperatura do sistema
aumenta.
A temperatura do sistema
diminui.
A energia cinética interna
aumenta.
A energia potencial associada
às ligações diminui.
A energia cinética interna
diminui.
A energia potencial associada
às ligações aumenta.
Classificação de reações químicas
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Reação exotérmica
Reações químicas exotérmicas:
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Reação endotérmica
Reações químicas endotérmicas
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Sistemas não isolados:
Em sistemas não isolados
Reação exotérmica Reação endotérmica
Há transferência de energia do
sistema para a vizinhança.
Há transferência de energia da
vizinhança para o sistema.
A energia libertada na
formação das ligações dos
produtos é superior à energia
absorvida na quebra de
ligações dos reagentes.
A energia libertada na
formação das ligações dos
produtos é inferior à energia
absorvida na quebra de
ligações dos reagentes.
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Esquemas evidenciando os processos de rutura de ligações e formação de novas ligações
Na rutura de ligações há sempre absorção de energia e na formação de ligações há sempre libertação de energia.
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Esquemas evidenciando os processos de rutura de ligações e formação de novas ligações
Na rutura de ligações há sempre absorção de energia e na formação de ligações há sempre libertação de energia.
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Variação de entalpia
A variação de entalpia, ∆H, mede a energia transferida entre o sistema e a vizinhança, a pressão constante. Não é mais do que a diferença entre a energia dos produtos e a energia dos reagentes.
Reação exotérmica: ∆H < 0
Reação endotérmica: ∆H > 0
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Designa-se por calor da reação (Q), a uma dada temperatura, a quantidade de calor trocada entre o
sistema e o meio exterior necessária para que a temperatura do sistema depois da reação seja a
mesma que no início da reação.
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Se uma reação for exotérmica a sua inversa será endotérmica.
CO (g) + H2O (g) CO2 (g) + H2 (g)
CO2 (g) + H2 (g) CO (g) + H2O (g)
As variações de entalpia da reação
direta e inversa são simétricas.