Termoquímica

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Processo exotérmico

Combustão do gás de cozinha (metano ou butano), que libera calor para aquecer a panela.

Processo endotérmico

Fotossíntese nas plantas ou a bolsa térmica instantânea de nitrato de amônio em água, que absorve calor.

Variação de entalpia (ΔH)

Medição do calor trocado a pressão constante, como a diferença térmica observada na queima do etanol.

Entalpia padrão de formação

Formação de 1 mol de água líquida a partir de hidrogênio gasoso e oxigênio gasoso: H2(g) + 1/2 O2(g) -> H2O(l).

Entalpia padrão de combustão

Queima completa da sacarose: C12H22O11(s) + 12 O2(g) -> 12 CO2(g) + 11 H2O(l) com grande liberação de calor.

Calor de neutralização

Reação entre ácido clorídrico e hidróxido de sódio em solução: HCl(aq) + NaOH(aq) -> NaCl(aq) + H2O(l).

Calor de dissolução

Dissolução de hidróxido de sódio em água, que aquece o frasco rapidamente liberando calor.

Energia de ligação

Quebra da molécula de H2 em dois átomos isolados de hidrogênio (H - H -> 2 H), exigindo absorção de 436 kJ/mol.

Lei de Hess

Cálculo do calor de formação do CO(g) indiretamente pela combustão do grafite em CO2 e oxidação de CO a CO2.

Calor sensível

Aquecimento da água de 20 °C para 80 °C em uma chaleira sem que ocorra mudança de estado físico.

Calor latente

Derretimento de cubos de gelo a 0 °C, onde calor é absorvido sem alterar a temperatura.

Capacidade térmica

Uma panela de ferro necessita de quantidade diferente de calor que uma de alumínio para aquecer 1 °C.

Calor específico

A água possui calor específico alto (1 cal/g°C), por isso o mar demora mais para esquentar e esfriar que a areia.

Sistema aberto

Uma panela fervendo água sem tampa, trocando tanto vapor (matéria) quanto calor (energia) com o ambiente.

Sistema fechado

Uma bolsa de água quente bem vedada ou panela de pressão fechada, trocando apenas calor com o meio.

Sistema isolado

Líquido quente mantido no interior de uma garrafa térmica ideal de alta eficiência (frasco de Dewar).

Estado padrão em termoquímica

Oxigênio gasoso na forma de O2(g) a 25 °C e 1 atm, com entalpia convencionada igual a zero.

Substância simples mais estável

Carbono na forma alotrópica de grafite C(graf), cuja entalpia padrão de formação é definida como zero.

Entalpia de fusão

Conversão de gelo em água líquida a 0 °C: H2O(s) -> H2O(l), com absorção de cerca de +6 kJ/mol.

Entalpia de vaporização

Evaporação do suor na pele: H2O(l) -> H2O(g), processo que resfria o corpo por absorver calor.

Entalpia de solidificação

Congelamento da água líquida no congelador: H2O(l) -> H2O(s), processo que rejeita calor para o ambiente.

Entalpia de condensação (liquefação)

Vapor de água condensando na tampa fria de uma panela: H2O(g) -> H2O(l), liberando calor.

Entalpia de sublimação

Evaporação direta de pedras de naftalina ou gelo seco expostos ao ar: CO2(s) -> CO2(g).

Calorímetro

Bomba calorimétrica usada na indústria de alimentos para determinar o valor calórico de uma barra de cereal.

Energia de ativação

A faísca inicial necessária para que uma mistura de gás oxigênio e gás de cozinha comece a queimar.

Complexo ativado

Estado transitório de máxima energia formado durante o choque eficaz entre moléculas de H2 e I2.

Efeito do catalisador no ΔH

Uso de platina no escapamento de automóveis, acelerando a oxidação de CO a CO2 sem alterar o ΔH da reação.

Poder calorífico

A gasolina libera cerca de 44 MJ/kg de energia durante sua queima completa no motor de um carro.

Combustão completa

Queima do gás metano com excesso de oxigênio gerando chama azul: CH4 + 2 O2 -> CO2 + 2 H2O.

Combustão incompleta

Queima de lenha com pouco ar gerando fuligem (C) e monóxido de carbono (CO) com chama amarela.

Caloria (cal)

Quantidade de energia gasta para elevar a temperatura de 1 grama de água destilada de 14,5 °C para 15,5 °C.

Joule (J)

Unidade do SI usada para quantificar o trabalho elétrico transformado em calor num chuveiro.

Equação termoquímica

C(grafite) + O2(g) -> CO2(g), ΔH = -393,5 kJ/mol a 25 °C e 1 atm, indicando estados físicos e calor.

Diagrama de entalpia exotérmico

Gráfico em degrau descendente mostrando os reagentes em patamar superior e os produtos em patamar inferior.

Diagrama de entalpia endotérmico

Gráfico em degrau ascendente mostrando os reagentes em patamar inferior e produtos no patamar superior.

Rompimento de ligações químicas

Dissociação térmica do gás cloro: Cl2(g) -> 2 Cl(g), processo sempre endotérmico.

Formação de ligações químicas

União de dois radicais livres de hidrogênio formando H2(g), processo sempre exotérmico.

Bolsa de gelo instantânea

Rompe-se uma ampola interna de água para dissolver nitrato de amônio sólido (NH4NO3), resfriando a bolsa.

Bolsa quente instantânea

Exposição de pó de ferro ao oxigênio do ar ou hidratação de cloreto de cálcio (CaCl2), aquecendo a bolsa.

Entropia (S)

Dissolução de um cubo de açúcar na água, onde as moléculas passam de um cristal ordenado para solução dispersa.

Energia livre de Gibbs (ΔG)

Ferrugem espontânea do ferro ao ar livre em temperatura ambiente, onde a reação possui ΔG negativo.

Espontaneidade e temperatura

O derretimento do gelo ocorre espontaneamente em temperaturas acima de 0 °C, pois TΔS supera o ΔH positivo.

Reação termoneutra

Rearranjo intramolecular isomérico ideal onde a soma das energias de ligação quase não varia (ΔH ≈ 0).

Calor de hidratação

Mistura de ácido sulfúrico concentrado com água líquida, desprendendo calor violento e fervura local.

Entalpia de atomização

Conversão do metano molecular em átomos gasosos individuais: CH4(g) -> C(g) + 4 H(g).

Energia reticular

Separação dos íons do sal de cozinha sólido em íons livres gasosos: NaCl(s) -> Na+(g) + Cl-(g).

Ciclo de Born-Haber

Cálculo da energia reticular do fluoreto de lítio a partir de entalpias de sublimação, ionização e afinidade eletrônica.

Termodinâmica química

Previsão do rendimento e da liberação energética no processo industrial Haber-Bosch para produzir amônia.

Calor de decomposição

Aquecimento do calcário no forno de cal: CaCO3(s) -> CaO(s) + CO2(g), exigindo fornecimento contínuo de fogo.

Primeira Lei da Termodinâmica aplicada à química

A energia liberada na combustão do combustível do foguete é convertida em energia cinética e calor.