Calcule De para a reação: Zn(s)+CuSO4( aq ) ZnSO4(aq)+Cu(s).
[Dados: De ]
[Resp.: -218,66 kJ cdot mol^-1 ]

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão pede para calcular a variação de entalpia padrão da reação ( Zn(s) + CuSO4(aq) ZnSO4(aq) + Cu(s) ) para a seguinte reação química:
Vamos usar conceitos de termodinâmica, especificamente as entalpias de formação ( ) das substâncias envolvidas. Para isso, precisamos entender o que são entalpias de formação e como utilizá-las para calcular a variação de entalpia da reação.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que a variação de entalpia da reação ( De=ntes) ) pode ser calculada usando a seguinte fórmula:
Isso significa que você soma as entalpias de formação dos produtos e subtrai a soma das entalpias de formação dos reagentes.

Passo 3

Vamos identificar os reagentes e os produtos na reação:
  • Reagentes:
    • (zinco sólido)
    • (sulfato de cobre(II) aquoso)
  • Produtos:
    • (sulfato de zinco aquoso)
    • (cobre sólido)

Passo 4

Agora, vamos listar as entalpias de formação ( De) que temos:
É importante notar que as entalpias de formação dos elementos em seus estados padrão ( e ) são zero:

Passo 5

Vamos considerar que o sulfato de cobre( CuSO4(aq) Cu^2+(aq) + SO4^2-(aq) ) e o sulfato de zinco ( ZnSO4(aq) Zn^2+(aq) + SO4^2-(aq) ) em solução aquosa se dissociam em íons:
Assumindo que a entalpia de formação do permanece constante, podemos simplificar nosso cálculo focando nas variações das entalpias dos íons e .

Passo 6

Aplicando a fórmula da variação de entalpia da reação:
De
Como De e são zero, a equação simplifica para:

Passo 7

Considerando as entalpias de formação dos íons fornecidas e assumindo que a variação da entalpia do De cancela, temos:
De
De
Subtraindo essas duas equações:

Resposta

A variação de entalpia padrão da reação é .

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