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.

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

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

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

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

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

SISTEMA ISOLADO

SISTEMA NÃO ISOLADO

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

Reação exotérmica

Reações químicas exotérmicas:

Reação endotérmica

Reações químicas endotérmicas

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.

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.

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.

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

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.

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.