Introdução à Termoquímica

Introdução à Termoquímica

A Termoquímica é o estudo das trocas de energia que ocorrem durante as reações químicas. Ela nos permite entender como a energia é transferida entre os sistemas e o ambiente. Nesta apresentação, vamos explorar os conceitos básicos da Termoquímica e sua importância na compreensão das reações químicas.

Multiple Choice

Qual das seguintes afirmativas melhor descreve a termoquímica?

• Estudo das propriedades térmicas dos sólidos.

• Análise das transformações de energia apenas em reações nucleares.

• Investigação das trocas de energia em reações químicas e suas transformações energéticas.

• Observação das mudanças de temperatura em sistemas internos.

Calorias

As calorias são unidades de medida de energia. No contexto alimentar, elas são usadas para quantificar a energia contida nos alimentos e bebidas que consumimos. Uma caloria (cal) é a quantidade de energia necessária para elevar a temperatura de 1 grama de água em 1 grau Celsius.

Multiple Choice

Qual é a definição correta de uma caloria?

• Unidade de medida de volume.

• Unidade de medida de energia.

• Unidade de medida de massa.

• Unidade de medida de temperatura.

Multiple Choice

Qual é a relação entre uma caloria e uma quilocaloria (kcal)?

• 1 caloria é igual a 1000 quilocalorias.

• 1 quilocaloria é igual a 1000 calorias.

• São unidades independentes, não possuem relação uma com a outra.

• 1 quilocaloria é igual a 10 calorias.

Match

Se 1 (uma) caloria (cal) é a quantidade de energia necessária para elevar a temperatura de 1 grama de água em 1º Celsius, então faça as relações CORRETAS?

• Quantidade de energia necessária para elevar em 1º C 5 gramas de água

• Quantidade de energia necessária para elevar 10º C, 1 grama de água.

• Quantidade de energia necessário para elevar em 20º C, 20 gramas de água

• 100 calorias é suficiente para elevar 10º C quantos gramas de água?

• 50 calorias é suficiente para aquecer em quantos graus celsius 50 gramas de água?

5 calorias

10 calorias

20 calorias

10 gramas

1ºC

• 5 calorias

• 10 calorias

• 20 calorias

• 10 gramas

• 1ºC

Calorias

Geralmente, quando falamos sobre calorias em termos de nutrição e dieta, nos referimos a quilocalorias (kcal), onde 1 kcal é equivalente a 1000 calorias. As calorias são essenciais para o funcionamento do corpo humano, fornecem energia para atividades físicas, mantêm funções necessárias e realizadas até mesmo para a digestão dos alimentos.

Multiple Choice

Como as calorias são comumente usadas em relação aos alimentos?

• Para medir a temperatura dos alimentos.

• Para quantificar a quantidade de nutrientes em um alimento.

• Para medir a quantidade de energia que os alimentos fornecem ao corpo.

• Para determinar o volume dos alimentos.

Multiple Choice

O que acontece quando uma pessoa consome mais calorias do que queima?

• Perda de peso.

• Ganho de peso.

• Manutenção do peso atual.

• Aumento da temperatura corporal.

Multiple Choice

Por que as calorias são importantes para o corpo humano?

• Ajudam a regular a temperatura corporal.

• São essenciais para a digestão dos alimentos.

• fornecer energia para as atividades diárias e funções ocupadas pelo corpo.

• São usados ​​exclusivamente para armazenar gordura.

Multiple Choice

O motivo pelo qual uma pessoa engorda ao comer mais do que o corpo necessita, se dá

• Pelo saldo energético ser maior do que o corpo consome

• Pelo corpo armazenar na forma de gordura toda a energia consumida.

• Pelo corpo não necessitar da energia ingerida, pois o mesmo produz toda energia que necessita.

• Pelo saldo energétic ser inferiror ao que o corpo necessita.

Calorias

O consumo excessivo de calorias em relação à quantidade de energia gasta pelo corpo pode resultar em ganho de peso, pois o excesso de energia é armazenado na forma de gordura. Por outro lado, um déficit calórico, ou seja, a ingestão de menos calorias do que o necessário para as atividades diárias, pode levar à perda de peso.

Multiple Choice

Considerando a tabela de calorias, qual dos alimentos é mais energético?

• Ovo frito

• Ovo cozido

• Tapioca simples sem recheio

• Pão frânces

Match

Relacione corretamente os alimentos e suas quantidades com seus respectivos valores energéticos.

• Pão francês (2 unidades)

• Batata cozida (300 gramas)

• Banana (400 gramas)

• Arroz integral (2 colheres)

• Ovo frito (50 gramas)

270 calorias

375 calorias

380 calorias

167 calorias

120 calorias.

• 270 calorias

• 375 calorias

• 380 calorias

• 167 calorias

• 120 calorias.

Energia global de um sistema

Entalpia (H)

Entalpia é uma grandeza termodinâmica que descreve a quantidade total de energia em um sistema químico, considerando não apenas a energia interna, mas também a pressão e o volume do sistema.

Energia global de um sistema

Entalpia (H)

Representada pela letra H, a entalpia está associada a trocas de energia em reações químicas a pressão constante. Seu valor pode ser positivo (indicando que o sistema absorveu energia) ou negativo (indicando que o sistema liberou energia) durante uma ocorrência química.

Energia global de um sistema

Entalpia (H)

Para entender o que é entalpia, considere como seja a quantidade de energia que está contida em um alimento em determinadas condições. Por exemplo, em um abacate pequeno contém 108 calorias, portanto a entalpia do abacate é 108 calorias.

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é uma grandeza ​

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que descreve a quantidade total de ​

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em um sistema ​

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, considerando não apenas a energia ​

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, mas também a pressão e o volume do sistema.

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calor

química

térmica

externa

física

Entalpia

termodinâmica

energia

químico

interna

Saldo energético de uma reação

Variação de entalpia (ΔH)

A variação da entalpia (∆H) em uma reação química é uma diferença entre a entalpia dos produtos e a entalpia dos reagentes. Se ∆H for negativo, a reação é exotérmica, ou seja, libera calor para o ambiente. Por outro lado, se ∆H for positivo, a reação é endotérmica, absorve calor do meio.

Multiple Choice

O que a variação da entalpia (∆H) representa em uma reação química?

• A diferença entre a entalpia dos reagentes e a entalpia dos produtos.

• A quantidade de energia cinética liberada durante uma ocorrência.

• A temperatura inicial da ocorrência.

• A pressão exercida pelo sistema.

Multiple Choice

Durante uma reação exotérmica:

• A entalpia dos produtos é maior que a dos reagentes.

• A variação da entalpia (∆H) é positiva.

• O sistema libera calor para o ambiente.

• A entalpia é sempre constante.

Match

Relacione corretamente os termos com suas definições.

• Entalpia

• Variação de entalpia

• Reação exotérmica

• Reação endotérmica

Quantidade total de energia de um sistema termodinâmico

Variação da entalpia em uma reação química

Reação que libera calor para o meio

Reação que absorve energia do meio

• Quantidade total de energia de um sistema termodinâmico

• Variação da entalpia em uma reação química

• Reação que libera calor para o meio

• Reação que absorve energia do meio

Match

Combine os tipos de reações com os fenômenos>

• Reação endotérmica

• Reação exotérmica

• Reação que libera calor

• Reação que absorve calor

Derretimento do gelo

Solidificação do gelo

Combustão da gasolina

Cozimento de alimentos

• Derretimento do gelo

• Solidificação do gelo

• Combustão da gasolina

• Cozimento de alimentos

Gráficos termoquímicos

Gráficos termoquímicos são representações visuais que mostram a variação de energia em uma reação química, especialmente a entalpia, em relação ao progresso da reação. Esses gráficos são fundamentais para compreendermos as características energéticas das reações e como a energia é absorvida ou liberada ao longo do processo.

Gráficos termoquímicos

O eixo das ordenadas em um gráfico termoquímico geralmente representa a entalpia, medida em joules (J) ou em unidades de energia por quantidade de matéria (como kJ/mol). Enquanto isso, o eixo das abscissas representa o progresso da reação, muitas vezes expresso em termos de tempo ou de uma variável que indica a extensão da reação.

Reações exotérmicas

São aquelas em que a energia é liberada para o ambiente. Em um gráfico termoquímico, as reações exotérmicas são representadas por uma linha descendente, indicando diminuição na entalpia dos reagentes para os produtos. A entalpia final dos produtos é menor que a dos reagentes, e a variação da entalpia (∆H) é negativa.

Reações exotérmicas

​Veja a seguir o gráfico de uma reação exotérmica:

Reações endotérmicas

São reações que absorvem energia do ambiente. Nos gráficos termoquímicos, as reações endotérmicas são representadas por uma linha ascendente, indicando um aumento na entalpia dos reagentes para os produtos. A entalpia final dos produtos é maior do que a dos reagentes, e a variação da entalpia (∆H) é positiva.

Reações endotérmicas

​​Veja a seguir o gráfico de uma reação endotérmica:

Labelling

Indentifique no gráfico o que significa cada elemento que o compões

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Entalpia dos reagentes

Reagentes

Entalpia dos produtos

Variação de entalpia

Produtos

Multiple Select

Marque os gráficos abaixo que representam reações endotérmicas.

Multiple Select

Marque os gráficos que representam reação exotérmica.

Equação termoquímica

Uma solução termoquímica é uma representação escrita de uma ocorrência química, juntamente com o valor correspondente de variação de entalpia (∆H) para essa ocorrência. Ela expressa as quantidades de reagentes e produtos envolvidos na ocorrência, juntamente com a quantidade de energia envolvida no processo.

Equação termoquímica

A forma geral de uma pesquisa termoquímica é:

Reagentes ⟶ Produtos + ∆H

Onde:

"Reagentes" são os compostos químicos que reagem entre si.

"Produtos" são os produtos resultantes da ocorrência.

"∆H" representa a variação de entalpia, que pode ser positiva (endotérmica) ou negativa (exotérmica), diminuindo se a ocorrência de absorção ou liberação de energia, respectivamente.

Equação termoquímica

Por exemplo, considere a seguinte reação de formação de água:

2 H_2(g)+O_2(g) → 2 H₂O_(g) ΔH = - 483,6 kJ

Como o ΔH da reação foi menor que zero, indica uma reação exotérmica.

Multiple Select

Qual das equações abaixo representa uma reação exotérmica?

• H₂O_(l) → H₂O_(s) ΔH = - 7,3 kJ

• H₂O_(s) → H₂O_(l)  ΔH = + 7,3 kJ

• 1 C_(graf) + 1 O_2(g) → 1 CO_2(g) ΔH = - 394 kJ

• 2 C_(graf) + 2 O_2(g) → 2 CO_2(g) ΔH = - 788 kJ