Calcule a entalpia de formação do fenol, a 25 ºC e a 1 atm, em kJ/mol
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular a entalpia de formação do fenol a 25 ºC e 1 atm, medida em kJ/mol. Aqui estamos trabalhando com termodinâmica, mais especificamente com entalpia de formação, que é a energia envolvida na formação de 1 mol de um composto a partir de seus elementos em suas formas padrão.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é entalpia de formação. É a variação de entalpia quando 1 mol de uma substância é formado a partir de seus elementos na condição padrão (25 ºC e 1 atm). A fórmula geral para a entalpia de formação ($ \Delta H_f^\circ $) é:
No nosso caso, o composto é o fenol ($ C_6H_5OH $).
Passo 3
Agora, precisamos escrever a equação química balanceada para a formação do fenol a partir de seus elementos na forma padrão:
Aqui, estamos formando 1 mol de fenol a partir de carbono sólido, hidrogênio gasoso e oxigênio gasoso.
Passo 4
Em seguida, vamos usar dados de entalpia de formação padrão ($ \Delta H_f^\circ $) para cada um dos elementos e do fenol. Sabemos que, para elementos na forma padrão, $ \Delta H_f^\circ = 0 $. Assim:
Passo 5
Agora, queremos encontrar $ \Delta H_f^\circ $ do fenol. Como os elementos têm entalpia zero, a variação de entalpia para a formação do fenol será igual à entalpia de formação do próprio fenol.
Então, a equação simplificada fica:
Como os reagentes têm $ \Delta H = 0 $:
Passo 6
Consultando tabelas termodinâmicas, encontramos que a entalpia de formação padrão do fenol é aproximadamente:
Resposta
A entalpia de formação do fenol a 25 ºC e 1 atm é de aproximadamente -333 kJ/mol.