Tópicos em Termoquímica: reações químicas

Licenciatura Plena em Química (Universidade de Cruz Alta, 2004)
Mestrado em Química Inorgânica (Universidade Federal de Santa Maria, 2007)

A termoquímica é o ramo da química que aborda as trocas de calor entre dois sistemas. Uma reação química representa uma alteração na estrutura da matéria, sendo um processo onde reagentes são quimicamente distintos dos produtos que se formam. Abaixo são discutidos 5 tópicos referentes a esse tema, os quais são independentes entre si.

1. Considerando os dados apresentados na tabela abaixo,

REAGENTE/PRODUTO ∆H (condições-padrão)
1 C(gr)  →  C(d) +0,5 kcal/mol de C
2 I(g)  →  1/2I2(g) -25 kcal/mol de I
3 1/2Cl2(g)  →  Cl(g) +30 kcal/mol de Cl

pode-se afirmar que o reagente possui maior energia do que o produto somente em (2), uma vez este tratar-se de um processo de natureza exotérmica. Em (1) e em (3) há absorção de energia, portanto, os produtos apresentam maior energia do que os reagentes.

2. Exemplifica um processo endotérmico a vaporização da água de uma piscina pela ação da luz solar, o qual somente ocorre quando a água da piscina absorve calor do meio ambiente. Já os processos queima da parafina de uma vela, dissolução do ácido sulfúrico concentrado na água líquida, combustão do álcool hidratado em motores de automóveis e formação de um iceberg a partir da água do mar são de natureza exotérmica, um vez que liberam calor na transmutação de reagentes para produtos.

3. A25 °C e um atm de pressão, um mol de nitrogênio, reagindo com um mol de oxigênio gasoso, produz monóxido de nitrogênio gasoso com absorção de 22 kcal/mol do produto obtido. O diagrama que representa corretamente essa informação está representado abaixo.

Assim, pode-se observar, de acordo com a posição da seta, a natureza endotérmica do processo.  O valor de 44 Kcal refere-se à produção de dois mols do produto, o monóxido de nitrogênio (NO).

4. Uma substância A encontra-se nos seus três estados de agregação conforme o esquema mostrado abaixo (H = entalpia).

A ordem decrescente de entalpias será H vapor > H líquido > H sólido, pois é no estado de vapor que as moléculas apresentarão maior conteúdo de energia (entalpia) do que nos demais estados de agregação da matéria.

5. A reação entre HCl e NaOH é exotérmica, ou seja, libera calor. Uma maior temperatura será medida imediatamente após a “mistura” de 0,8 mol de HCl + 0,8 mol de NaOH do que uma “mistura” de 0,6 mol de HCl + 1,0 mol de NaOH, pois na primeira as proporções dos reagentes estão estequiometricamente equilibradas, e não há reagente em excesso nem reagente limitante.

Referências:
RUSSELL, John B.; Química Geral vol.1, São Paulo: Pearson Education do Brasil, Makron Books, 1994.