✔ Qui 1, frente 3, cap 3 - Termoquímica

Termoquímica é o ramo da físico-química bioquímica( físico-química, bioquímica ) que estuda as variações de energia de capacidade térmica da temperatura( de energia, de capacidade térmica, da temperatura ) que acompanham as reações químicas.

Em usinas nucleares, a energia térmica elétrica( térmica, elétrica ) produzida por fissões nucleares é transformada em energia elétrica térmica( elétrica, térmica ).

1ª lei da termodinâmica: a energia total transferida é igual a variação de sua energia interna:
ΔU Q( ΔU, Q ) = Q ΔU( Q, ΔU ) + trabalho --> Q ΔU( Q, ΔU ) = ΔU Q( ΔU, Q ) - trabalho
O calor envolvido em um processo químico ou físico é chamado variação de entalpia ΔH:
ΔH = ΔU Q( ΔU, Q ) - trabalho

Geralmente os processos estudados terão uma variação de volume tão pequena grande( pequena, grande ), de forma que o trabalho envolvido será tão pequeno grande( pequeno, grande ) que poderá não poderá( poderá, não poderá ) ser desprezível comparado com o valor do calor, sendo assim:
ΔH ≅ ΔU
≅: aproximadamente igual

Entalpia:
A entalpia de um sistema pode ser conceituada como o conteúdo energético do sistema. A variação de entalpia é medida nas transformações químicas:
ΔH = H produto - /( -, / ) H reagente

Reação endotérmica: absorve energia, H > <( >, < ) 0
Reação exotérmica: libera energia, H < >( <, > ) 0

A grosso modo, num processo endotérmico o calor é considerado "reagente produto( reagente, produto )" e, num processo exotérmico, "produto reagente( produto, reagente )". (não escrever isso no vestibular)

Lembrando que calor e entalpia tem sinais opostos...
Se ΔH > 0 , Q < >( <, > ) 0 e, ΔH < 0 , Q > <( >, < ) 0

Em uma cozinha, estão ocorrendo os seguintes processos:
I) Gás queimando em uma das "bocas" do fogão. (exotérmico endotérmico( exotérmico, endotérmico )).
II) Água fervendo em uma panela que se encontra sobre essa "boca" do fogão. (endotérmico exotérmico( endotérmico, exotérmico )).

Exemplos:
Exotérmico Endotérmico( Exotérmico, Endotérmico ): dissolução de NaOH em água pura libera energia
Exotérmico Endotérmico( Exotérmico, Endotérmico ): reação do C + O2 formando CO2
Endotérmico Exotérmico( Endotérmico, Exotérmico ): decomposição de CaCO3 em CaO + CO2 absorvendo energia
Exotérmico Endotérmico( Exotérmico, Endotérmico ): gás de cozinha (butano) + O2 formando CO2 e água
Exotérmico Endotérmico( Exotérmico, Endotérmico ): glicose + O2 formando CO2 e água

Fatores que influenciam na variação da entalpia:
2-Estado físico: Assim como visto em física, a mudança de estado físico apresenta uma variação de energia térmica, sendo assim, a entalpia tembém varia de acordo com o estado físico.
Sabe-se, também, que gases tem mais energia térmica do que líquidos e sólidos, sendo assim, em uma reação exotérmica, para formar água em estado gasoso libera-se menos mais( menos, mais ) energia do que para formar água em estado sólido, pois o vapor tem mais menos( mais, menos ) energia do que o gelo.

Fatores que influenciam na variação da entalpia:
2-Estado físico: Para uma mesma substância nas mesmas condições, a relação de entalpias será sempre:
H(gasoso) > <( >, < ) H(líquido) > <( >, < ) H(sólido)

Fatores que influenciam na variação da entalpia:
3-forma alotrópica: A entalpia de dois alótropos não é a mesma, e isso fica claro quando comparado a variação ΔH em uma reação, por exemplo: tanto grafite quanto diamante podem reagir com oxigênio, mas a energia de ativação para um diamante entrar em combustão é muito maior menor( maior, menor ) do que para um grafite. Da mesma forma o fósforo, o branco entra em combustão com mais menos( mais, menos ) facilidade que o vermelho.

Lei de Hess: Em uma transformação química, a variação de energia depende dos estados inicial e final do sistema, não interessando incluindo no cálculo( não interessando, incluindo no cálculo ) as etapas intermediárias da transformação.

Na Lei de Hess, devemos lembrar do princípio de conservação de energia, isso garante, que se um processo libera certa quantidade de energia, o processo inverso deve absorver a mesma quantidade de energia, por exemplo:
A + B -> C ; ΔH = X , portanto:
C -> A + B ; ΔH = -X 1/X( -X, 1/X )

Sabe-se que substâncias simples, como o H2 tem H = zero, certo? depende, em sua forma padrão, isso é, nas CA, ele de fato tem H = zero. Sabendo disso:
Qual a entalpia de H2(g)? H= ≠( =, ≠ )zero
Qual a entalpia de H2(l)? H≠ =( ≠, = )zero
* "≠" significa "diferente"
** isso acontece porque nas CA o H2 é gasoso líquido( gasoso, líquido )

Da mesma forma que o carbono:
Qual a entalpia do carbono grafite diamante( grafite, diamante )? H=zero
Qual a entalpia ddo carbono diamante grafite( diamante, grafite )? H≠zero
* "≠" significa "diferente"
** isso acontece porque o grafite diamante( grafite, diamante ) é a forma mais estável

Substâncias simples, a 1 atm, 25 ºC e na forma alotrópica mais estável, tem ΔH = 0 1 -1( 0, 1, -1 ).
Ex.: O2, N2, Cl2

Energia de ligação: energia absorvida ou liberada em processos de quebra ou formação de ligações. Sabendo que uma ligação se forma para tornar os ligantes mais estáveis do que na situação anterior, tem-se que:
-Para se formar uma ligação, precisa liberar absorver( liberar, absorver ) de energia, portanto, processo exotérmico endotérmico( exotérmico, endotérmico )
-Para se quebrar uma ligação, precisa absorver liberar( absorver, liberar ) energia, portanto, processo endotérmico exotérmico( endotérmico, exotérmico )

Cinética química estuda a velocidade (rapidez) com que uma reação química se realize.
Gases nobres: Por ter baixa afinidade com as outras substâncias, suas reações são lentas rápidas( lentas, rápidas ) quando acontecem.
Contato: para que as substâncias interajam, é necessário que suas partículas se choquem aproximem( choquem, aproximem ) formando o complexo ativado.
ΔHa - energia de ativação: energia necessária para que a reação comece; quando maior a ΔHa, menor maior( menor, maior ) é a velocidade da reação.

Processo espontâneo: mudanças que ocorrem em seu sentido "natural" quando deixados por si só. Por exemplo:
1. aquecendo a ponta de uma faca, nota-se, com o tempo, que a faca toda reestabelesceu seu equilíbrio térmico, ex.: ponta a 40ºC e cauda a 20ºC, com o tempo toda a faca estará a uns 30ºC. note, também, que por si só, a condição 40 e 20 graus não vai vai( não vai, vai ) se reestabelescer sozinha.
2. colocando um sache de chá na água, o chá se espalha espontâneamente, e a substância dissolvida não vai vai( não vai, vai ) voltar ao sachê.

O que determina a direção do processo espontâneo não é é( não é, é ) a variação de energia, sendo assim, a primeira lei da termodinâmica não pode pode( não pode, pode ) prever a direção de processos espontâneos.

Entropia: é amplamente mal representada como medida de "desordem". Mas o conceito é: é uma medida do grau de espalhamento e compartilhamento de energia dentro de um sistema; como a propagação de energia térmica para um espaço maior...
*Processos que ocorrem espontâneamente, como o chá e o calor na faca, ocorrem sempre na direção direção oposta( direção, direção oposta ) que leva ao espalhamento e compartilhamento de energia.

Gasolina e octanagem
Quanto maior a octanagem, maior menor( maior, menor ) a resistência a compressão, então a gasolina vai ser mais menos( mais, menos ) comprimida pelo pistão antes de explodir e maior menor( maior, menor ) a eficiência do motor. Por isso que a nova gasolina (2020) vai render mais.
Fonte: "Octanagem e a NOVA GASOLINA!! Álcool ou gasolina?" do canal Café com Química

Motores a combustão interna apresentam melhor rendimento quando podem ser adotadas taxas de compressão mais altas baixas( altas, baixas ) nas suas câmaras de combustão, sem que o combustível sofra ignição espontânea. Combustíveis com maiores índices de resistência à compressão, ou seja, maior menor( maior, menor ) octanagem, estão associados a compostos com cadeias carbônicas menores, com maior número de ramificações e com ramificações mais afastadas das extremidades da cadeia.
Fonte: questão enem PPL

Densidade e combustível
Densidade = massa / volume
mantendo o volume, quanto maior a densidade, maior menor( maior, menor ) a massa de combustível; portanto, um combustível de maior densidade, rende mais menos( mais, menos ) Km/L.