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Exercícios Resolvidos de Entalpia: Fenômenos Químicos

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Exercício 812345679

Enunciado

A entalpia de formação do trinitro-tolueno (TNT) é - 67 k J . m o l - 1 e a densidade, 1,65 g . c m - 3 . Em princípio, ele poderia ser usado como combustível de foguetes, com os gases formados na decomposição saindo para dar o impulso necessário. Na prática, é claro, ele seria extremamente perigoso como combustível, porque é sensível ao choque. Explore seu potencial como combustível de foguete, calculando a densidade de entalpia (a entalpia liberada por litro) na reação:

4   C 7 H 5 N 3 O 6 s + 2 1   O 2 g → 28   C O 2 g + 10   H 2 O g + 6   N 2 ( g )

Dados:

∆ H f H 2 O , g = - 241,82 k J

∆ H f C O 2 , g = - 393,51 k J

Passo 1

Como os dados são as entalpias de formação de duas das substâncias, vamos calcular o ∆ H r e a ç ã o à partir dos ∆ H f !

Vamos lembrar que, para fazer isso, precisamos calcular:

∆ H r e a ç ã o = ∑ n ∆ H f p r o d u t o s -   ∑ n ∆ H f ( r e a g e n t e s )

Começando pelos reagentes...

∑ n ∆ H f r e a g e n t e s = 4 x ∆ H f T N T + 21 x ∆ H f O 2 , g

= 4   m o l   x   - 67 k J . m o l - 1 + 0 = - 268 k J

O ∆ H f O 2 , g = 0   porque é uma substância pura em sua forma mais estável. 😊

Para os produtos:

∑ n ∆ H f ( p r o d u t o s ) = 28 x ∆ H f C O 2 + 10 x ∆ H f H 2 O + 6 x ∆ H f ( N 2 )

= 28 x - 393,51 + 10 x - 241,82 + 6 x 0 = - 13436,48 k J

Assim,

∆ H r e a ç ã o = - 13436,48 - - 268 = - 13168,48 k J

Passo 2

Esse ∆ H r e a ç ã o foi calculado para a queima de 4 mols de TNT!

Para calcularmos a entalpia liberada por litro, vamos precisar da massa molar e da densidade.

M M   T N T = 227 g

4   m o l s   T N T - 908 g - 13168,48 k J   l i b e r a d o s

Ao mesmo tempo, temos a densidade, que diz que:

1 m l - 1,65 g

1000 m l - 1650 g  

Ou seja, 1 litro de TNT tem 1650gramas! Para calcular o calor liberado por litro:

908 g - 13168,48 k J

1650 g - x

x = 23929,5   k J

O calor liberado por litro de tolueno é, então, 23,9   x   10 3   k J . l - 1 !

(Por mais que pareça um absurdo, é bem coerente com um explosivo, que precisa mesmo liberar muito calor na explosão ahahah)

Resposta

23,9   x   10 3   k J . l - 1

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