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8/19/2019 aula7 15marc
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BC 0307
Transformações Químicas
ANDERSON ORZARI RIBEIRO
Anderson.ribeiro@ufabc.edu.brBloco B, 10º andar - Sala 1043
www.andersonorzari.com
Transformações Químicas
BC0307
Prof. Anderson O. Ribeiro
www.andersonorzari.com
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AULA 6 –
Energia Livre de Gibbs
CAPÍTULO 6 e 7 – Peter Atkins, Loretta Jones, Princípios de Química - Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente,3 ed., Porto Alegre: Bookman, 2006.
EXERCÍCIOS: Lista 2, de 2.58 a 2.96
BC 0307
Transformações Químicas
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TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS
1) Quais fatores são determinantes para que uma transformaçãoquímica ocorra espontaneamente?
ENERGIA
LuminosaElétricaQuímicaCalor (ENTALPIA)
ENTROPIA
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ENERGIA INTERNA DO SISTEMA (U):
Capacidade total deste sistema em realizar Trabalho (Trab (w) = Força xDistância) ou transferir Calor (q).
Figuras reitradas de: Peter Atkins and Loretta Jones, Chemical Principles:The Quest for Insight, 3th Ed, 2004, W. H. Freeman & Company .
1ª LEI DA TERMODINÂMICA
A variação da energia interna de um sistema é dado por
U = q + w
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Na prática podemos determinar, por exemplo, a variação do Calor após umareação química.
U = q + wC6H12O6(s) + 6 O2(g) 6 CO2(g) + 6 H2O(g)
Como não há trabalho (expansão zero e nem outro tipo de trabalho):
U = q
O calor absorvido ou liberado em uma reação química é conhecido por Entalpia de Reação (Hr )No exemplo, portanto, U = H
H = Hprodutos – Hreagentes
H < 0 (reação exotérmica)
H > 0 (reação endotérmica)
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Questão a ser respondida:
1) Quais fatores são determinantes para que uma transformaçãoquímica ou física ocorra espontaneamente?
ENERGIA ENTROPIA
EntalpiaH = Hprodutos – Hreagentes
H < 0 (reação exotérmica)H > 0 (reação endotérmica)
- Toda reação exotérmica é expontânea e toda reação endortérmica é não-expontânea?
- Podemos afirmar que a “ordem natural das coisas” é a diminuição de energia calorífica do
sistema?
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A ENTROPIA (S)
Figuras e Tabelas reitradas de: Peter Atkins and Loretta Jones, Chemical Principles:The Quest for Insight, 3th Ed, 2004, W. H. Freeman & Company .
2a lei da termodinâmica: em qualquer processo espontâneo, existe sempre umaumento na entropia do universo (Stotal).
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O Sistema como um todo: Stotal = Ssistema + Svizinhança
Figuras e Tabelas reitradas de: Peter Atkins and Loretta Jones, Chemical Principles:The Quest for Insight, 3th Ed, 2004, W. H. Freeman & Company .
Questão a ser respondida:1) Quais fatores são determinantes para que uma transformação química ou física
ocorra espontaneamente?
ENERGIA ENTROPIA
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∆ −∆
= ∆
∆ −∆
> (â!)
Se a 2a lei da termodinâmica diz: em qualquer processo espontâneo, existe sempre
um aumento na entropia do universo , então Stotal > 0 para ser expontâneo
O Sistema como um todo
Stotal = Ssistema + Svizinhança
Depende docalor liberadoou retirado davizinhança
∆ = ∆ −∆
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2a lei da termodinâmica: em qualquer processo espontâneo, existe sempre um
aumento na entropia do universo (Stotal).
Energia Livre
( G)
∆ = ∆−∆ ∆ < (â!)
∆ > (ã â!)
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Entropia de uma reação ( S0r ):
É a diferença entre as entropias molares dos produtos e dos reagentes,levando-se em conta os coeficientes estequiométricos.
∆0 =0 −0
Calcule a Entropia Padrão da reação:
N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g)
S0r = {2.(192,4)} – {1.(191,6) + 3.(130,7)}S0r = -198,9 J.K-1.mol-1
S0r = -99,45 J.K-1.mol-1
Figuras e Tabelas reitradas de: Peter Atkins and Loretta Jones, Chemical Principles:The Quest for Insight, 3th Ed, 2004, W. H. Freeman & Company .
G = H – T. S
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Entalpia de uma reação ( H0r ):
É a diferença entre as entropias molares dos produtos e dos reagentes,levando-se em conta os coeficientes estequiométricos.
G = H – T. S
∆0 = 0 − 0
Calcule a Entalpia Padrão da reação:
N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g)
H0r = {2.(-46,11)} – {1.(0) + 3.(0)}H0r = -92,22 kJ.mol-1
H0r = -46,11 kJ.mol-1
A entalpia de formação das espécies químicas elementarescomo H2, N2, O2 e outros é definida como zero.
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A reação de formação da amônia a partir de N2 e H2 é espontânea a 25oC (298 K)?
N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g)
G = H
–
T.
SGm = {-46,11 (kJ.mol-1)} – {298 (K).(-99,45.10-3 kJ.K-1.mol-1)}
Gm = - 16,47 kJ.mol-1 (espontânea!)
250 atm, 450 oC 16.000.000.000 Kg NH3/ano EUA(80% fertilizante)
N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g) + energia
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Questão a ser respondida
1) Quais fatores são determinantes para que uma transformaçãoquímica ocorra espontaneamente?
∆ = ∆−∆
Figuras e Tabelas reitradas de: Peter Atkins and Loretta Jones, Chemical Principles:The Quest for Insight, 3th Ed, 2004, W. H. Freeman & Company .
Lembre-se: uma coisa é uma reação ser espontânea. A outra é a velocidade comque ela ocorre!
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∆ = ∆−∆
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