TIPOS DE CALORES E ESPONTANEIDADE DAS REAÇÕES
A variação da entalpia recebe uma denominação particular da natureza da reação:
Calor de combustão ou entalpia de combustão: É associado à reação de combustão, no estado padrão, de um mol de uma substância.
Calor de dissolução ou entalpia de dissolução: É o associado a 1 mol de uma substância em água suficiente para preparar um solução diluída.
Calor de neutralização ou entalpia de neutralização: É o da reação de neutralização de 1 equivalente-grama de um ácido por 1 equivalente de uma base, ambos na forma de soluções aquosas dilúidas,
Espontaneidade das reações
Muito dos processos que ocorrem à sua volta são espontâneos, isto é, uma vez iniciados prosseguem sem a necessidade de ajuda externa. A dissolução do sal em água, a queima de carvão são exemplos de processos espontâneos.
Os processos espontâneos são aqueles que apenas são possíveis através do fornecimento contínuo de energia do meio ambiente. O cozimento de alimentos, a obtenção de metais, são exemplos de processos não espontâneos.
A constatação de que a maioria dos processos espontâneos ocorrem com liberação de energia, levou à idéia de que apenas processos exotérmicos, que ocorriam com diminuição de energia do sistema, eram espontâneos. De fato, isto é verdade para muitas reações; existem, no entanto, processos espontâneos que absorvem calor. Portanto, além do fator energia, existe um outro que influencia a espontaneidade de um processo. Este fator chama-se entropia, e é representado pela letra S.
A entropia está associada à ordem ou à desordem de um sistema. Quanto mais desorganizado o sistema, maior será sua entropia. Exemplos de processos que ocorrem com aumento de entropia:
a evaporação de um líquido: no estado gasoso as moléculas movimentam-se com mais liberdade do que no estado líquido, estão, portanto, mais desorganizadas;
a dissolução de qualquer substância em um liquido tambem produz um sistema em que a desorganização á maior.
Da mesma forma que para a entalpia, para a determinação da entropia das substâncias foi necessário estabelecer, arbitrariamente, a entropia de algumas substâncias e, a partir disso, construir uma escala relativa de entropias. Estabeleceu-se que uma substância, na forma de um cristal perfeito, a zero Kelvin, tem entropia zero.
A tabela a seguir relaciona as entropias padrão (sº) de algumas substâncias.
Entropia padrão (cal/mol . K) a 25ºC
Ca (g) 9,95
Ag (g) 10,20
CaO (g) 9,5
Br2 (l) 36,4
Hg (l) 18,17
He (gás) 30,13
N2 (gás) 45,7
Metano, CH4 (gás) 44,5
A espontaneidade de uni processo é determinada pelos fatores entalpia e entropia. São espontâneos os processos que ocorrem com diminuição de entalpia e aumento de entro. pia. Não são espontâneos os processos que ocorrem com aumento de entaipia e diminuição de entropia. Quando um processo ocorre com aumento ou diminuição simultânea de eutalpia e entropia, para se prever a espontaneidade ou não da reação é necessário lançar mão de uma grandeza que relaciona a entropia e a entalpia. Esta grandeza é a energia livre de Gibbs (G) e é dada pela equação:
G = H -T•S G = H - T•S
é a variação de energia livre do sistema, dada em kcal/mol;
é a variação de entalpia, dada em kcallmol;
T é a temperatura absoluta (K);
é a variação dc entropia, dada em cal/K . mol.
A energia livre de Gibbs mede a capacidade que um sistema possui de realizar trabalho. São espontâneos os processos onde a capacidade de realizar trabalho do sistema diminui, ou seja, < 0. Processos não espontâneos são aqueles onde a capacidade do sistema realizar trabalho aumenta, ou seja, > 0.
A variação da entalpia recebe uma denominação particular da natureza da reação:
Calor de combustão ou entalpia de combustão: É associado à reação de combustão, no estado padrão, de um mol de uma substância.
Calor de dissolução ou entalpia de dissolução: É o associado a 1 mol de uma substância em água suficiente para preparar um solução diluída.
Calor de neutralização ou entalpia de neutralização: É o da reação de neutralização de 1 equivalente-grama de um ácido por 1 equivalente de uma base, ambos na forma de soluções aquosas dilúidas,
Espontaneidade das reações
Muito dos processos que ocorrem à sua volta são espontâneos, isto é, uma vez iniciados prosseguem sem a necessidade de ajuda externa. A dissolução do sal em água, a queima de carvão são exemplos de processos espontâneos.
Os processos espontâneos são aqueles que apenas são possíveis através do fornecimento contínuo de energia do meio ambiente. O cozimento de alimentos, a obtenção de metais, são exemplos de processos não espontâneos.
A constatação de que a maioria dos processos espontâneos ocorrem com liberação de energia, levou à idéia de que apenas processos exotérmicos, que ocorriam com diminuição de energia do sistema, eram espontâneos. De fato, isto é verdade para muitas reações; existem, no entanto, processos espontâneos que absorvem calor. Portanto, além do fator energia, existe um outro que influencia a espontaneidade de um processo. Este fator chama-se entropia, e é representado pela letra S.
A entropia está associada à ordem ou à desordem de um sistema. Quanto mais desorganizado o sistema, maior será sua entropia. Exemplos de processos que ocorrem com aumento de entropia:
a evaporação de um líquido: no estado gasoso as moléculas movimentam-se com mais liberdade do que no estado líquido, estão, portanto, mais desorganizadas;
a dissolução de qualquer substância em um liquido tambem produz um sistema em que a desorganização á maior.
Da mesma forma que para a entalpia, para a determinação da entropia das substâncias foi necessário estabelecer, arbitrariamente, a entropia de algumas substâncias e, a partir disso, construir uma escala relativa de entropias. Estabeleceu-se que uma substância, na forma de um cristal perfeito, a zero Kelvin, tem entropia zero.
A tabela a seguir relaciona as entropias padrão (sº) de algumas substâncias.
Entropia padrão (cal/mol . K) a 25ºC
Ca (g) 9,95
Ag (g) 10,20
CaO (g) 9,5
Br2 (l) 36,4
Hg (l) 18,17
He (gás) 30,13
N2 (gás) 45,7
Metano, CH4 (gás) 44,5
A espontaneidade de uni processo é determinada pelos fatores entalpia e entropia. São espontâneos os processos que ocorrem com diminuição de entalpia e aumento de entro. pia. Não são espontâneos os processos que ocorrem com aumento de entaipia e diminuição de entropia. Quando um processo ocorre com aumento ou diminuição simultânea de eutalpia e entropia, para se prever a espontaneidade ou não da reação é necessário lançar mão de uma grandeza que relaciona a entropia e a entalpia. Esta grandeza é a energia livre de Gibbs (G) e é dada pela equação:
G = H -T•S G = H - T•S
é a variação de energia livre do sistema, dada em kcal/mol;
é a variação de entalpia, dada em kcallmol;
T é a temperatura absoluta (K);
é a variação dc entropia, dada em cal/K . mol.
A energia livre de Gibbs mede a capacidade que um sistema possui de realizar trabalho. São espontâneos os processos onde a capacidade de realizar trabalho do sistema diminui, ou seja, < 0. Processos não espontâneos são aqueles onde a capacidade do sistema realizar trabalho aumenta, ou seja, > 0.
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