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TERMODINÂMICA QUÍMICA
LQRQ 2
Prof Paulo Correia 2o Semestre|2017
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Visão geral da aula
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Visão geral da aula
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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
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SISTEMAS
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Tipos de sistemas
Qual é a diferença entre esses tubos de ensaio?
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Tipos de sistemas
R: Trocas de energia e/ou de matéria com as vizinhanças
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1a Lei da Termodinâmica
A energia não pode ser criada, nem destruída. Ela só pode ser transformada.
∆𝑬𝒔𝒊𝒔 + ∆𝑬𝒗𝒊𝒛 = 𝟎
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ENTALPIA
Função de estado para medir variações de energia (calor) durante as reações químicas
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Xícara de metal
O que você sente em cada situação?
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Processos químicos
Qual é a reação exotérmica?
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Processos químicos
Exotérmica: liberação de calor para as vizinhanças
Exotérmica
∆𝑬𝒔𝒊𝒔 + ∆𝑬𝒗𝒊𝒛 = 𝟎
↓ ∆𝑬𝒔𝒊𝒔
↑ ∆𝑬𝒗𝒊𝒛
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Processos químicos
Endotérmica: absorção de calor das vizinhanças
Endotérmica
∆𝑬𝒔𝒊𝒔 + ∆𝑬𝒗𝒊𝒛 = 𝟎
↑ ∆𝑬𝒔𝒊𝒔
↓ ∆𝑬𝒗𝒊𝒛
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Diagrama de coordenada de reação
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http://youtu.be/5UJTR-LA1z4
http://youtu.be/5UJTR-LA1z4
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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
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Entalpia de formação
Formação do composto a partir de suas espécies elementares
Exercício 2. Lei de Hess – Formação do óxido de chumbo II
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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
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ENTROPIA
Função de estado para medir a desordem de um sistema
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Entropia
É possível calcular a partir da equação de Boltzman
𝑺 = 𝒌 × 𝒍𝒏𝑾 𝑺: entropia 𝒌: constante de Boltzman 𝑾: número de arranjos possíveis
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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)
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A variação da entropia
Aumento da temperatura ∴↑ 𝑬𝒄 ∴↑ 𝑺 Estado físico
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Exercício 4. Entropia – Avaliação qualitativa
Exercício 5. Entropia – Avaliação quantitativa
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ENERGIA LIVRE DE GIBBS
Função de estado para medir a espontaneidade de processos químicos
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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
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Energia livre de Gibbs
∆𝑮 = ∆𝑯− 𝑻 × ∆𝑺
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Exercícios 6-8. Energia livre de Gibbs
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Como relacionar esses conceitos?
ENTALPIA
ENTROPIA
ENERGIA LIVRE DE GIBBS
LEIS DA TERMODINÂMICA
TEMPERATURA