Curso de Práticas Experimentais de Química Aplicadas ao ENEMA Termoquímica é o ramo da Química que estuda as situações em que as reações químicas e fenômenos físicos ocorrem com absorção ou liberação de energia na forma de calor, e como envolve energia, é um fator intensamente presente no dia a dia de toda a sociedade, oferecendo assim diversas possibilidades para abordagem com os alunos, como a fabricação dos derivados do petróleo, funcionamento de uma usina de geração de eletricidade, transformações de matérias primas em derivados, na indústria alimentícia, entre outros.
As habilidades a que nos propomos a desenvolver com os alunos nessa unidade são:
| • Empregar códigos e símbolos para representar as transformações da matéria e as variações de energia envolvidas nos processos; |
| • Verter a linguagem discursiva para a linguagem simbólica da Química e vice-versa no que se refere ao balanço energético das reações químicas; |
| • Identificar as informações relevantes fornecidas em imagens, esquemas, gráficos e tabelas; |
| • Reconhecer que a energia envolvida em uma transformação química obedece à estequiometria da reação e depende do estado físico de reagentes e produtos; |
| • Compreender as transformações químicas como processos que envolvem a ruptura e a formação de ligações, considerando que a energia envolvida em tais processos é um parâmetro adequado para estimar a entalpia de reação; |
| • Compreender os princípios envolvidos na determinação dos valores calóricos dos alimentos; |
| • Reconhecer a necessidade do uso racional dos recursos energéticos e a importância do desenvolvimento de combustíveis alternativos derivados da biomassa; |
| • Reconhecer o biodiesel como potencial substituto para o diesel de petróleo e s existência de questões importantes que precisam ser solucionadas pelos programas de pesquisa; |
| • Julgar os prós e os contras das diferentes matrizes energéticas de combustíveis no tocante à produção de energia e ao impacto ambienteal dela decorrente. |
Pare iniciar a unidade é importante que abordemos os conceitos básicos envolvidos no assunto:
Estados físicos e entalpia: se faz necessário confrontar os conceitos de ligações intra e intermoleculares, com exemplos de ambos.
Calor: por se tratar de um conceito abstrato, devemos ter uma maior cautela ao atribuir propriedades, sugiro dois textos para exame em sala de aula:
a. Martins, A. F. P,; Rafael, F. J. Uma investigação sobre as concepções alternativas de alunos do ensino médio em relação aos conceitos de calor e temperatura. Disponível em: http://www.sbf1.sbfisica.org.br/eventos/snef/xvii/sys/resumos/T0375-1.pdf.
b. Quanto mais quente melhor. Química Nova na Escola. Disponível em: http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc07/aluno.pdf.
Entalpia e variação de entalpia.
Entalpia padrão e equações químicas.
A lei de Hess: essa lei talvez seja a mais abordado nos vestibulares, e demanda muito raciocínio do aluno, devemos ter uma atenção maior quanto as atividades práticas, como veremos a seguir:
A princípio devemos identificar com o que trabalharemos, nesse caso com o calorímetro, que é indispensável para nossos experimentos:
Caso na sua escola você não disponha de um calorímetro, podemos construir um de forma bem acessível, como o artigo disponível no link https://periodicos.ufsc.br/index.php/fisica/article/view/7833/15136 nos demonstra, e que prepararemos em nosso encontro presencial.
Para a verificação experimental da Lei de Hess utilizaremos a determinação do calor de dissolução do NaOH(s) em água:
• Vamos medir em uma proveta 96 mL de água destilada a temperatura ambiente e despejar no calorímetro vazio, medindo sua temperatura assim que o sistema entrar em equilíbrio;
• Medir 4g de NaOH;
• Colocar os 4 g de NaOH dentro do calorímetro co água e agitar levemente para dissolução e medir a temperatura do sistema após dois ou três minutos e fazer os cálculos para determinar o ΔT.
• Calcular o calor cedido pela reação e em seguida calcular o ΔH.
• DADOS: calor específico da solução de NaOH – 0,94cal/ gºC.
O simples fato de dissolver a soda cáustica na água e acompanhar a evolução da temperatura já é uma atividade bem interessante, visto que para a maioria dos alunos será um fato novo.
(ENEM 2015) A soda cáustica pode ser usada no desentupimento de encanamentos domésticos e tem, em sua composição, o hidróxido de sódio como principal componente, além de algumas impurezas. A soda normalmente é comercializada na forma sólida, mas que apresenta aspecto ‘derretido’ quando exposta ao ar por certo período.
O fenômeno de ‘derretimento’ decorre da:
a) absorção da umidade presente no ar atmosférico.
b) fusão do hidróxido pela troca de calor com o ambiente.
c)reação das impurezas do produto com o oxigênio do ar.
d)adsorção de gases atmosféricos na superfície do sólido.
e) reação do hidróxido de sódio com o gás nitrogênio presente no ar.
(ENEM/2011) Um dos problemas dos combustíveis que contêm carbono é que sua queima produz dióxido de carbono. Portanto, uma característica importante, ao se escolher um combustível, é analisar seu calor de combustão (ΔH00), definido como a energia liberada na queima completa de um mol de combustível no estado padrão. O quadro seguinte relaciona algumas substâncias que contêm carbono e seu ΔHo.
Neste contexto, qual dos combustíveis, quando queimado completamente, libera mais dióxido de carbono no ambiente pela mesma quantidade de energia produzida?
a) Benzeno.
b) Metano.
c) Glicose.
d) Octano.
e) Etanol.
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