Diagrama de energia da reação – exotérmica × endotérmica
QuímicaTermoquímica e termodinâmicaIdades 15–16
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Um diagrama de entalpia mostra o caminho da reação: os reagentes vencem a barreira da energia de ativação Ea e depois descem ao nível dos produtos (exotérmica, ΔH < 0) ou sobem a um nível mais alto (endotérmica, ΔH > 0). Um béquer com termômetro mostra o calor liberado ou absorvido, q = n·|ΔH|. O aluno escolhe uma reação com valor real de ΔrH°298 do livro didático, arrasta o pico para mudar Ea e liga um catalisador para ver o caminho ficar mais baixo.
Aula: Reações exotérmicas e endotérmicas; entalpia de formação e entalpia de reação
O que mostra
Um perfil de entalpia compara a entalpia dos reagentes e dos produtos ao longo do caminho da reação. Quando os produtos ficam mais abaixo, energia é liberada para o ambiente: a reação é exotérmica e ΔH é negativo, como na combustão do metano, do hidrogênio ou do carbono. Quando ficam mais acima, como na decomposição térmica do CaCO₃, a reação é endotérmica e ΔH é positivo. A energia de ativação Ea é a altura da barreira acima dos reagentes. Um catalisador oferece uma barreira mais baixa, mas não altera os níveis e, portanto, nem ΔH. O calor trocado é q = n·|ΔH|.
Como usar
Escolha uma Reação com variação de entalpia padrão real, ou escolha ΔH personalizado e defina seu próprio valor. Clique em Executar reação e veja o termômetro do béquer subir ou descer. Arraste o pico ou mude a Energia de ativação Ea para alterar a barreira e, em seguida, ligue e desligue o catalisador: o pico desce, mas a diferença entre reagentes e produtos e a variação de temperatura continuam iguais.
Parâmetros que você pode mudar
- Reação CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O (ΔH = −890 kJ), 2H₂ + O₂ → 2H₂O(l) (ΔH = −571,6 kJ), C + O₂ → CO₂ (ΔH = −393,5 kJ), CaCO₃ → CaO + CO₂ (ΔH = +178 kJ), N₂ + O₂ → 2NO (ΔH = +180,6 kJ), ΔH personalizado
- ΔH personalizado (com Personalizado selecionado) -1000–1000 kJ
- Energia de ativação Ea (ilustrativa) 20–400 kJ
- Com catalisador (reduz Ea)
Perguntas para explorar
- Uma reação exotérmica precisa de energia para começar? Como o diagrama mostra isso?
- Ligar o catalisador muda o ΔH ou a variação de temperatura da solução?
- Por que o calcário (CaCO₃) precisa ser aquecido continuamente para continuar se decompondo?
Ideias para a aula
Todos os guias- Laboratório virtual de Le Chatelier: cores, Qc e KcLaboratório virtual de Le Chatelier com dois equilíbrios coloridos: perturbe o tiocianato de ferro e o cloreto de cobalto, leia Qc e Kc e ache o sinal de ΔH.
- Laboratório virtual de calorimetria: calor de neutralizaçãoLaboratório virtual de calorimetria para a prática de variação de temperatura: misture HCl e NaOH num copo de isopor, ache a temperatura máxima e calcule ΔH.