Planejativo

Entalpia

Lei de Hess

Entalpia de Ligação

Soluções: classificação e solubilidade

Unidades de concentração

Diluição de soluções

Mistura de soluções

Cinética química: Visão geral

Cinética química: Velocidade média e Lei da velocidade

Noções e cálculos de equilíbrio químico

Deslocamento de equilíbrio

Equilíbrio iônico da água, pH e pOH

Hidrólise de sais

Equilíbrio iônico e Produto de Solubilidade (Kps)

Soluções tampão e Titulação

Número de oxidação (NOX)

Reações e Balanceamento por oxirredução

Pilhas

Eletrólise ígnea

Eletrólise aquosa

Eletrólise com eletrodos reativos

Estequiometria da eletrólise

Propriedades coligativas

Coloides

Alguns pontos-chave dessa matéria para o ENEM que devem ser levados em conta ao estudarmos são:

Um breve mapa-mental sobre a termoquímica. Fonte: 

A Físico-química é um ramo da química que estuda os princípios físicos que governam o comportamento e as propriedades das substâncias e as transformações que elas sofrem. Essa área combina conceitos e métodos da física e da química para entender, por exemplo, como as moléculas interagem, como os sistemas químicos evoluem com o tempo e como as reações químicas ocorrem.

A Físico-química é dividida em várias subáreas, como cinética química, termodinâmica, eletroquímica e termoquímica, que é uma delas.

A Termoquímica é uma subárea da físico-química que estuda as trocas de energia, principalmente na forma de calor, associadas às reações químicas e às mudanças de fase. A termoquímica é importante para entender como as reações liberam ou absorvem energia e como essa energia pode ser aproveitada em processos industriais, na produção de energia e no desenvolvimento de novos materiais.

Para estudar a termoquímica, é fundamental conhecer alguns conceitos básicos:

Ao aprender sobre a físico-química e a termoquímica, é possível compreender melhor os processos que envolvem trocas de energia e desenvolver tecnologias mais eficientes e sustentáveis.

Vamos aprofundar alguns desses conceitos nesta aula.

A entropia é uma grandeza termodinâmica que representa a desordem de um sistema e está relacionada à distribuição de energia e à capacidade de realização de trabalho. Quanto maior a entropia, maior é a desordem e menor é a disponibilidade de energia para realizar trabalho. Fonte: 

A entropia é um conceito fundamental na termodinâmica que descreve o grau de desordem ou aleatoriedade de um sistema. Em outras palavras, a entropia é uma medida da dispersão de energia e matéria dentro de um sistema. O símbolo da entropia é a letra "S".

Para entender a entropia de uma forma mais simples, pense na analogia do quarto bagunçado. Imagine que você tem um quarto com vários objetos espalhados pelo chão. Quando os objetos estão espalhados aleatoriamente, o quarto está em um estado de alta entropia (maior desordem). Por outro lado, se você organizar o quarto, colocando cada objeto em seu devido lugar, você estará diminuindo a entropia (menor desordem).

A segunda lei da termodinâmica afirma que a entropia de um sistema isolado sempre aumenta ou permanece constante com o tempo. Isso significa que, naturalmente, os sistemas tendem a evoluir para estados de maior desordem. Voltando à analogia do quarto, é mais fácil bagunçar o quarto do que organizá-lo, e sem esforço, o quarto tende a ficar mais bagunçado ao longo do tempo.

A entropia é importante para entender processos espontâneos, a direção das reações químicas e o fluxo de energia em sistemas termodinâmicos. Ela também tem implicações em áreas como a mecânica estatística, a teoria da informação e a biologia.

Alguns conceitos básicos de entalpia, que exploraremos adiante ou em aulas futuras. Fonte: 

A entalpia (representada por H) é a energia presente nas substâncias que pode ser modificada através de reações químicas. Essas reações podem ser classificadas em dois tipos: exotérmicas, que liberam energia na forma de calor, e endotérmicas, que absorvem energia também na forma de calor.

Não é possível medir diretamente a energia contida em uma substância, mas podemos calcular a variação de entalpia resultante de suas reações. Para isso, foi estabelecida a entalpia padrão, com valor igual a zero (H = 0), permitindo a comparação entre substâncias, pois estão em condições padrão, ou seja, à temperatura de 25º C e pressão atmosférica de 1 atm.

Segundo a Lei de Hess, a variação da entalpia é calculada subtraindo a entalpia inicial (antes da reação) da entalpia final (após a reação):

Isso equivale a dizer que a variação da entalpia é a diferença entre a entalpia dos produtos e a entalpia dos reagentes da reação.

Para calcular a variação da entalpia, utiliza-se a fórmula:

ΔH = variação de entalpia Hp = entalpia dos produtos Hr = entalpia dos reagentes

Conforme a fórmula, a variação da entalpia é positiva quando a entalpia dos produtos é maior que a entalpia dos reagentes. Nesse caso, ocorre uma reação endotérmica, pois houve absorção de calor.

Em contrapartida, a variação de entalpia é negativa quando a entalpia dos reagentes é maior que a entalpia dos produtos, indicando a ocorrência de uma reação exotérmica, na qual há liberação de calor.

Existem, de fato, diversos tipos de entalpia, mas vamos nos concentrar em três deles: entalpia de formação, entalpia de combustão e entalpia de ligação.

A entalpia (H) e a entropia (S) são propriedades termodinâmicas que nos ajudam a entender o comportamento e a evolução dos sistemas. Ambas estão relacionadas através da energia livre de Gibbs (G), que é uma função que determina se um processo é espontâneo ou não. A relação entre essas três propriedades é dada pela equação:

Onde G é a energia livre de Gibbs, H é a entalpia, T é a temperatura absoluta e S é a entropia.

c) Reações endotérmicas e exotérmicas

As reações químicas podem ser classificadas como exotérmicas ou endotérmicas com base na variação de entalpia (ΔH) envolvida no processo. Essa variação é a quantidade de energia liberada ou absorvida durante a reação e pode ser medida por meio de calorímetros.

A variação da entalpia pode ser calculada usando a expressão a seguir, que considera a diferença entre a entalpia dos produtos (entalpia final) e a entalpia dos reagentes (entalpia inicial):

As reações exotérmicas são caracterizadas pela liberação de energia (calor), resultando em um ΔH negativo (a entalpia dos produtos é menor que a entalpia dos reagentes). De maneira geral, temos:

As reações exotérmicas podem ser representadas como:

Exemplos de reações exotérmicas incluem:

Todas as reações de combustão são exotérmicas, como por exemplo:

Reações físicas como liquefação e solidificação também são exemplos de reações exotérmicas.

Já as reações endotérmicas ocorrem com a absorção de energia (calor), o que leva a um ΔH positivo (a entalpia dos produtos é maior que a entalpia dos reagentes). De maneira geral, temos:

As reações endotérmicas podem ser representadas por:

Exemplos de reações endotérmicas incluem:

Reações físicas como fusão, vaporização e sublimação também são exemplos de reações endotérmicas.