Com base na tabela abaixo, determine a variação de entalpia para a reação seguinte: 3 Cl2 + 2 NH3 6 HCl + N2 Energias de ligação (kcal/mol) H—N 93 H—H 104 C—C 83 H—CL 103 N—N 38 Cl—CL 58 N≡N 225
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de termodinâmica química! A gente precisa encontrar a variação de entalpia (ΔH) para a reação:
Vamos usar os valores das energias de ligação fornecidos na tabela. Para isso, precisamos entender quais ligações estão sendo quebradas nos reagentes e quais estão sendo formadas nos produtos.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar as ligações que estão sendo quebradas nos reagentes:
- Cl₂: Cada molécula de Cl₂ tem uma ligação Cl–Cl. Como temos 3 Cl₂, serão quebradas $ 3 \times 1 = 3 $ ligações Cl–Cl.
- NH₃: Cada molécula de NH₃ tem 3 ligações H–N. Com 2 NH₃, teremos $ 2 \times 3 = 6 $ ligações H–N sendo quebradas.
Agora, as ligações formadas nos produtos:
- HCl: Cada HCl tem uma ligação H–Cl. Como temos 6 HCl, serão formadas $ 6 \times 1 = 6 $ ligações H–Cl.
- N₂: A molécula de N₂ tem uma ligação N≡N. Temos 1 N₂, então é formada 1 ligação N≡N.
Passo 3
Vamos agora usar as energias de ligação para calcular a energia total envolvida na quebra e na formação das ligações.
Energia para quebrar as ligações (endotérmica):
Energia liberada na formação das ligações (exotérmica):
Passo 4
Agora, vamos calcular a variação de entalpia da reação usando a fórmula:
Substituindo os valores que encontramos:
Resposta
A variação de entalpia para a reação é
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