Relatório Termodinâmica (Calor de Combustão Padrão)

March 28, 2018 | Author: Priscila Serpa | Category: Combustion, Enthalpy, Heat, Chemical Reactions, Chemistry


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CALOR DE COMBUSTÃO PADRÃO....................4 2 OBJETIVO....................5 COMBUSTÃO............5 3..........6 ENTALPIA DE COMBUSTÃO PADRÃO..............10 1 INTRODUÇÃO ............2 ENTALPIA E SUA VARIAÇÃO..............................................6 3....................................................................5 3........................................3 PROCESSO ENDOTÉRMICO E EXOTÉRMICO..................................................................................6 3.............................................6 3.............................................4 ENTALPIA PADRÃO...........................................................................5 3...........................................................................................................................ÍNDICE 1 INTRODUÇÃO.............................4 3 METODOLOGIA.............10 5 REFERÊNCIAS...7 4 CONCLUSÕES..........................................1 TERMOQUÍMICA........... a formação de gelo a partir da água líquida e a nossa respiração têm algo muito importante em comum: são resultados de reações exotérmicas. reage com oxigênio. A entalpia de combustão. pressão de 1 atm). A variação de entalpia (∆H) de uma reação é obtida a partir da diferença da entalpia dos produtos pela entalpia dos reagentes. comburente. Diz-se que há combustão quando uma substância. Essa energia liberada pelas reações é. as reações de combustão são sempre exotérmicas. a variação de entalpia será sempre negativo. 3 METODOLOGIA . ou seja. uma vez que. expressa através do calor. medido pela variação de entalpia(ΔH). a energia dos reagentes é sempre maior do que a dos produtos. podendo ser denominado combustão completa ou combustão incompleta dependendo do produto obtido. estando todos os reagentes no estado padrão (temperatura de 25º. Nesse tipo de reação. A combustão pode ser classificada segundo a proporção entre combustível e gás oxigênio. o combustível.O funcionamento de um carro. que liberam energia. Dá-se o nome de Entalpia ao conteúdo energético total de um sistema. também chamada de calor de combustão. Em números. é a variação da energia liberada sob a forma de calor através da queima de 1 mol de qualquer substância. gerando a queima. 2 OBJETIVOS Compreender sobre o Calor de Combustão Padrão e determinar o calor de substâncias através das aplicações. na maioria das vezes. Toda reação química absorve ou gera calor. estuda a transferência de calor associada a reações químicas ou a mudanças no estado físico de uma substância. ou seja. ou seja. ela calcula o calor de um sistema.3. Não há como determinar a quantidade de energia em uma substância. a entalpia final é maior que a entalpia inicial.1 TERMOQUÍMICA A termoquímica é o ramo da termodinâmica que estuda os fenômenos físicos ou químicos que envolvem a absorção ou liberação de calor.2 ENTALPIA E SUA VARIAÇÃO Toda substância possui certa quantidade de energia acumulada em seu interior. Por exemplo. de eletricidade são manifestações dessa energia que podem até provocar mudanças de estado físico nos componentes das reações. Já em reações endotérmicas. 3. quando a luz solar incide em uma molécula de clorofila das plantas. proveniente das ligações químicas entre seus átomos. há sempre uma troca de energia. de calor. é a forma mais usada de expressar o conteúdo calorífico de um componente em uma reação química. ocorre uma reação endotérmica. A variação de Entalpia (∆H) está na diferença entra a entalpia dos produtos e a dos reagentes. mas podemos conhecer e medir sua variação. a queima de alimentos pelo organismo ou reações de combustão. que produz carboidratos e libera oxigênio. a planta absorve parte da energia luminosa permitindo a reação do gás carbônico com água. . e é simbolizado pela letra H. Esse conteúdo energético interno de cada substância recebe o nome de entalpia. Para isso utiliza-se a fórmula: ∆H = H final – H inicial Em reações exotérmicas a entalpia final é menor do que a entalpia inicial. sendo assim. A absorção de energia em forma de luz e sua transformação em energia química permitem o crescimento das plantas. o calor de uma reação corresponde ao calor liberado ou absorvido em uma reação. isto é. já que neste tipo de reação ocorre a liberação de energia. calor. já que neste tipo de reação ocorre a absorção de energia. seu florescimento e a produção de frutos. A emissão ou absorção de luz. Denomina-se entalpia a quantidade de energia contida em uma determinada substância que sofre reação. Por exemplo. sendo estabelecido que substâncias simples. têm valor de entalpia igual a zero. Durante a reação de combustão são formados diversos produtos resultantes da combinação dos átomos dos reagentes. para ocorrer. A variação da entalpia padrão (ΔH°) se dá nas reações em que todas as substância participantes estão em seus respectivos estados padrão. Segundo a Lei de Hess uma reação a variação de entalpia é a mesma independente da etapa em que a reação ocorre. número de mol e da variedade alotrópica das substâncias.5 COMBUSTÃO Combustão ou queima é uma reação química exotérmica entre uma substância (combustível) e um gás (comburente).A variação da entalpia pode ser conhecida dependendo da temperatura.3 PROCESSO ENDOTÉRMICO E EXOTÉRMICO O processo exotérmico é qualquer processo que libera calor. geralmente o oxigênio. 3. estado físico. que. precisa absorver 44kJ. o que recebe o nome de entalpia padrão. Já uma transformação de estado físico é a evaporação da água líquida. ele transfere energia térmica do sistema para a vizinhança A variação da entalpia é menor que zero. Um exemplo de reação endotérmica é o cozimento de alimentos. Alguns exemplos de combustível utilizados na combustão são a gasolina. para liberar calor e luz. 3. O processo endotérmico é qualquer processo no qual o calor tem que ser fornecido para o sistema a partir da vizinhança. pressão. no qual é necessário o fornecimento de energia. pois sabe-se que nesse processo ocorre com liberação de energia na forma de calor e também de luz. a madeira. Um exemplo é o carbono na forma de grafite. Assim como qualquer outra forma de medida. . Uma reação comum de combustão é a queima da madeira.4 ENTALPIA PADRÃO Com o objetivo de se comparar dados de entalpias diferentes reações ou processos definiu-se um estado padrão. álcool e gases inflamáveis. em sua forma mais estável. A variação de energia é positiva. a entalpia também tem um ponto inicial. 3. Isso possibilita a comparação das entalpias de dadas substâncias nas mesmas condições de temperatura e pressão (25ºC e 1 atm). na forma de calor. não será a variação da entalpia-padrão de combustão. Exemplo: C6H12O6(s) + 6O2(g) ↔ 6 CO2(g) + 6 H2O(l) + energia Podemos observar que a quantidade de oxigênio é maior que a de glicose e os produtos da reação são gás carbônico e água. A inalação do monóxido de carbono produzido é prejudicial na oxigenação do organismo humano. a reação produz monóxido de carbono e água. Outros produtos químicos que poder ser produzidos abrangem vários óxidos nitrosos.Enquanto o processo de combustão está em andamento. A combustão pode ser classificada segundo a proporção entre combustível e gás oxigênio: Combustão Completa: Há oxigênio suficiente ou em excesso em relação a quantidade de combustível. dióxido de carbono e água. Combustão Incompleta: O oxigênio é insuficiente para completar a combustão. a quantidade de energia liberada é sempre menor que na combustão completa. em uma reação de combustão completa de 1 mol de substância. Nesse tipo de reação. a exaustão é produzida. Essa reação representa o processo de respiração celular. dizemos que está na condição padrão. considerando que todas as substâncias envolvidas se encontrem no estado padrão. Este escape geralmente vem na forma de uma mistura de carbono. 25ºC e a 1 atm de pressão.6 ENTALPIA DE COMBUSTÃO PADRÃO A Entalpia de Combustão Padrão corresponde a quantidade de energia liberada. 3. a 25ºC e 1 atm: . por isso. tendo a água e o gás carbônico como produtos da reação. Exemplo: CH4 +3/2 O2 → CO + 2 H2O CH4 + O2 → C (fuligem) + 2 H2O Essa é a reação incompleta do metano. ao invés de produzir gás carbônico. em que a energia liberada é utilizada para a realização das mais diversas atividades do corpo. Vejamos o exemplo da combustão completa do metano (CH4). mas apenas o cálculo da variação de entalpia. a entalpia é denominada entalpia-padrão de combustão. Por isso. são mostradas as entalpias de combustão (ΔHo) para alguns combustíveis.830) 4CO2(g) + 5H2O(l)  C4H10(g) + 6(1/2)O2(g) ΔH°298= 2.471 Etino (acetileno. Entretanto.5 kJ/mol Essa equação representa a combustão de 1 mol de metano. Na Tabela 1.5 kJ/mol.878 Octano (componente da gasolina) C8H18 (l) -5. É muito importante saber a quantidade de calor liberado pelos combustíveis para que seja possível comparar o valor energético de cada um deles.300 Etanol (álcool) C2H5OH (l) -1.509) 5H2(g) + 2(1/2)O2(g)  5H2O(l) ΔH°298= (5)(-285. usado em maçarico) C2H2 (g) -1. por isso. com variação de entalpia de -8889. um dispositivo em que o calor é transferido à volume constante. Exemplo: Uma reação como a de formação do n-butano: 4C(s) + 5H2(g)  C4H10(g) Não é possível na prática. que produz 1 mol de gás carbônico (CO2) e 1 mol de água (H 2O).877.CH4 (g) + 2 O2 → CO2 (g) + 2 H2O ∆H = -889.5 Metano (gás natural) CH4 (g) -802 Propano (componente do gás de cozinha) C3H8 (g) -2. As entalpias de combustão são normalmente medidas em uma bomba calorimétrica. temos ∆H negativo. O zero utilizado como índice superior indica que as condições iniciais dos reagentes e as finais do produtos são 25ºC e 1 atm chamadas de condições padrão. Todas as reações de combustão são exotérmicas.396 _______________________________________________________________ 4C(s) + 5H2(g) C4H10(g) ΔH°298 = -125. isto é. a energia liberada na queima completa de um mol do combustível. essa equação resulta da combinação das seguintes reações de combustão: 4C(s) + 402(g)  4CO2(g) ΔH°298 = (4)(-393.790 J . Combustível Fórmula Molecular ΔH° (kJ/mol) Carbono (carvão) C(s) -393.368 Hidrogênio H2 (g) -286 Tabela 1: Entalpia de combustão padrão para vários combustíveis.200 Butano (componente do gás de cozinha) C4H10 (g) -2. Esse resultado é o calor de formação padrão do n-butano. 4 CONCLUSÕES Podemos concluir que o calor de combustão nada mais é que uma variação de entalpia acarretada pela queima de um mol de substância. . Essa entalpia pode ocorrer por meio de reações endotérmicas ou exotérmicas. htm> 04/07/2015. Disponível em: <http://www. . e a combustão completa é responsável pelo efeito estufa (pois libera CO2 na sua queima).htm> Acessado em 04/07/2015. Química volume 2.com/quimica/entalpia-combustao. SALVADOR. Disponível em: <http://www. 2005. como por exemplo a combustão incompleta que afeta o aparelho respiratório humano (pois libera fuligem na queima).com/quimica/entalpia-de-combustao/>. 2002. Acessado em 04/07/2015. ENTALPIA DE COMBUSTÃO – Brasil Escola. USBERCO.infoescola. ENTALPIA DE COMBUSTÃO – InfoEscola.com/quimica/processos-endotermicosexotermicos.brasilescola. <http://www. Química volume único. 5 REFERÊNCIAS FELTRE. São Paulo: Moderna. Navegando e Aprendendo. João. ela pode ser prejudicial ao meio ambiente ou ao ser humano.mundoeducacao. Disponível Acessado em: em PROCESSOS EXOTÉRMICOS E ENDOTÉRMICOS – Mundo Educação. Ricardo. São Paulo: Saraiva. Edgard.Dependendo do tipo de combustão da substância.
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