Calcule a entalpia-padrão de formação do , a , com os seguintes dados: =29,35 J / molK ; Cp CO(g)=29,12 J / molK R : De.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado pede para calcular a entalpia-padrão de formação do monóxido de carbono gasoso (CO(g)) a 727^circ C. Isso envolve conceitos de entalpia de formação e entalpia de combustão. Para resolver, vamos precisar usar a Lei de Hess, que nos ajuda a calcular mudanças de entalpia em reações químicas, e também considerar o calor específico (C_p) das substâncias envolvidas para ajustar a temperatura.
Passo 2
Primeiro, vamos entender a reação de combustão do CO(g). A equação balanceada é:
CO(g) + 12 O2(g) CO2(g)
Sabemos que a entalpia de combustão (De) do CO(g) a 298 K é -282,98 , kJ/mol.
Passo 3
Para encontrar a entalpia-padrão de formação do CO(g) a 727^circ C, precisamos ajustar essa entalpia para a nova temperatura. Primeiro, convertemos 727^circ C para Kelvin:
727 + 273,15 = 1000,15 , K
Arredondando, usamos 1000 , K.
Passo 4
Agora, vamos calcular a variação de entalpia devido ao aumento de temperatura usando a fórmula:
De
Como o aumento de temperatura é de 298 , K para 1000 , K, temos De.
Passo 5
Precisamos dos calores específicos das substâncias envolvidas:
Cp (CO2(g)) = 29,12 , J/molK
Cp (CO(g)) = 29,35 , J/molK
Cp (O2(g)) = 29,35 , J/molK
Cp (C(s, grafita)) = 8,53 , J/molK
Mas, no nosso caso, precisamos considerar apenas o CO e O2.
Passo 6
Calculamos a variação de entalpia para a reação de combustão a 1000 , K:
De
Para CO:
29,12 , J/molK times 702 , K = 20.441,04 , J/mol = 20,441 , kJ/mol
Para O2:
12 times 29,35 , J/molK times 702 , K = 10.272,45 , J/mol = 10,272 , kJ/mol
Total:
20,441 + 10,272 = 30,713 , kJ/mol
Então,
De
Passo 7
Agora, usando a Lei de Hess, sabemos que:
De
Como De (elemento no estado padrão), temos:
-252,267 = -393,51 - De
Resolvendo para De:
De
Resposta
A entalpia-padrão de formação do CO(g) a 727^circ C é aproximadamente -141,24 , kJ/mol.