Termoquímica: equações e gráficos.

De posse da informação de que a entalpia é equivalente à energia trocada sob a forma de calor quando a pressão é mantida constante, podemos atribuir uma determinada quantidade de entalpia a qualquer fenômeno ou processo estudado. Desde que se tenha em mente o fato de que a entalpia medida corresponde a uma variação e não a valores absolutos. Não conseguimos medir a entalpia antes e depois de um fenômeno, apenas a quantidade absorvida ou liberada por ele, por isto chamamos de variação, e representamos por 𝛥H.

Uma equação termoquímica é representada pelas substâncias que dela participam como reagentes ou produtos. Ela deve estar devidamente balanceada e os estados físicos das substâncias envolvidas devem corresponder à temperatura e pressão atribuídos à medida daquele valor de 𝛥H. Chamamos a equação acima de equação de combustão do gás metano à temperatura de 25 °C e 1 atm de pressão. O valor de sua variação de entalpia é de -890,4 kJ para cada mol de metano consumido. Isto significa que a quantidade de energia citada é liberada durante o processo.

Introdução à termoquímica.

Uma vez alguém te disse que a química é a área da ciência na qual estudamos a matéria, suas transformações e as energias envolvidas nessas transformações. Pois então, é chegada a hora de estudarmos as energias envolvidas nos fenômenos químicos e em alguns fenômenos físicos. Por este motivo chamamos este setor da química de termoquímica.

Na imagem acima temos uma granada prestes a explodir. É possível saber a quantidade de energia e os tipos de energia liberados em sua explosão? "Demais da conta", como dizem os mineiros. Da mesma forma podemos proceder em relação ao combustível queimando no interior do motor de um automóvel.

Funções orgânicas sulfuradas: tioéter.

Os tioéteres são compostos que contém um átomo de enxofre a duas cadeias carbônicas. De forma semelhante ao éter, estas cadeias podem ser iguais ou não, aromáticas ou alifáticas.

Um tioéter também é chamado de sulfeto e sua nomenclatura é muito semelhante à do éter. Nela, usamos o termo TIO no lugar de onde se usaria OXI para um éter. Veja os exemplos:

¬ metiltiometano:

Funções orgânicas sulfuradas: tioálcool.

Também chamados de tióis ou mercaptanas, os tioálcoois são a versão sulfurada dos álcoois, ou seja, o álcool após a substituição do oxigênio por um átomo de enxofre.

Não custa observar que, diferente da função álcool, o carbono do grupo funcional sulfidril do tioálcool não tem a obrigação de ser saturado. Isto significa que o átomo de enxofre pode estar ligado diretamente a uma cadeia aromática. A nomenclatura se faz de forma muito semelhante ao álcool, acrescentando sufixo "tiol" ao nome da cadeia. Veja os exemplos:

¬ metanotiol:

Funções orgânicas sulfuradas: ácido sulfônico.

Os ácidos sulfônicos são derivados do ácido sulfúrico e apresentam um átomo de enxofre ligado a um grupo substituinte R e a três átomos de oxigênio. Trata-se de uma situação na qual o átomo de enxofre expande sua regra do octeto.

Os ácidos sulfônicos são também abreviados da seguinte forma:

Funções orgânicas halogenadas: cloreto de ácido.

Os cloretos de ácido são caracterizados por um átomo de cloro ligado a um átomo de carbono que faz ligação dupla com um átomo de oxigênio. Há quem possa interpretar que ele está ligado a uma carbonila ou a uma aldoxila, o importante é saber que se trata de um grupo funcional diferente.

A cadeia representada por R pode ser até mesmo um átomo de hidrogênio. Os cloretos de ácido são produzidos a partir da reação entre um ácido carboxílico genérico (RCOOH) e o ácido clorídrico (HCl).

Funções orgânicas nitrogenadas: isonitrila.

As isonitrilas são caracterizadas por apresentar o grupo funcional isocianeto ligado a uma cadeia carbônica.

Observe que as isonitrilas são de cadeia heterogênea por definição e a cadeia ligada ao grupo funcional pode ser alifática ou aromática. Caso o carbono do grupo funcional tenha despertado a sua curiosidade sobre ligações químicas, lembre da possibilidade de ligação covalente coordenada, como no monóxido de carbono. Veja alguns exemplos:

¬ metilcarbilamina:

Funções orgânicas nitrogenadas: nitrila.

As nitrilas constituem uma categoria de compostos derivados da substituição do hidrogênio do ácido cianídrico (HCN) por uma cadeia carbônica.

Como três das quatro ligações do carbono são dedicadas ao grupo funcional, é de se esperar que ela seja encontrada sempre na extremidade de uma cadeia aberta. Dessa forma, se torna desnecessário numerar a posição do grupo funcional. Note que não existe a metano nitrila, pois ela corresponderá ao ácido cianídrico. Veja alguns exemplos:

¬ etano nitrila:

Também chamada de cianeto de metila ou acetonitrila. É usada como solvente.

¬ propanonitrila:

Também chamada de cianeto de etila. É usada como solvente e produzida a partir da hidrogenação da acrilonitrila.

¬ propenonitrila:

Funções orgânicas diversas: nitrocomposto.

Chamamos de nitrocomposto a substância que apresenta NO₂ ligado a um átomo de carbono qualquer. Seja ele de cadeia aromática ou alifática.

Alguns nitrocompostos conhecidos são usados como explosivos. Sua nomenclatura se faz adicionando a palavra nitro entre o nome da cadeia principal e os ramos. Veja alguns exemplos:

¬ nitrometano:

Também chamado de nitrocarbol, ele é usado como combustível de aeromodelos e de carros de competição.

Funções orgânicas diversas: amida.

As amidas são resultado da reação entre um ácido carboxílico e amônia. Conservando a carbonila ligada ao nitrogênio, com formação de água como subproduto.

As amidas são classificadas quanto à quantidade de carbonilas ligadas ao nitrogênio e quanto à substituição do nitrogênio ligado à carbonila. Vejamos o caso de quantidade de carbonilas ligadas ao nitrogênio: