Calcule a entalpia de reação a 298 K para a seguinte reação:
4 NH3(g)+5 O2(g) Leftrightarrow 4 NO(g)+6 H2 O(g)

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão pede para calcular a entalpia de reação da seguinte reação a 298 K:
4 NH3(g) + 5 O2(g) Leftrightarrow 4 NO(g) + 6 H2 O(g)
Pra isso, vamos precisar saber sobre entalpia de formação das substâncias envolvidas. A entalpia de reação ($ \Delta H_{reação} $) pode ser encontrada usando a fórmula:
Deçã

Passo 2

Primeiro, vamos identificar quais são os reagentes e os produtos na reação:
  • Reagentes: $ \mathrm{NH}{3} $ e $ \mathrm{O}{2} $
  • Produtos: $ \mathrm{NO} $ e $ \mathrm{H}_{2} \mathrm{O} $

Passo 3

Agora, precisamos das entalpias de formação padrão ($ \Delta H_{f}^{\circ} $) de cada substância a 298 K. Geralmente, esses valores estão em tabelas de química. Por exemplo:
  • $ \Delta H_{f}^{\circ} $ de $ \mathrm{NH}_{3}(\mathrm{~g}) $ = -45.9 kJ/mol
  • $ \Delta H_{f}^{\circ} $ de $ \mathrm{O}_{2}(\mathrm{~g}) $ = 0 kJ/mol (elemento em estado padrão)
  • $ \Delta H_{f}^{\circ} $ de $ \mathrm{NO}(\mathrm{g}) $ = 90.3 kJ/mol
  • $ \Delta H_{f}^{\circ} $ de $ \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(\mathrm{g}) $ = -241.8 kJ/mol

Passo 4

Vamos multiplicar cada entalpia de formação pelo coeficiente estequiométrico correspondente na reação:
  • Reagentes:
    • $ 4 \times \Delta H_{f}^{\circ} (\mathrm{NH}_{3}) = 4 \times (-45.9) = -183.6 $ kJ
    • $ 5 \times \Delta H_{f}^{\circ} (\mathrm{O}_{2}) = 5 \times 0 = 0 $ kJ
  • Produtos:
    • $ 4 \times \Delta H_{f}^{\circ} (\mathrm{NO}) = 4 \times 90.3 = 361.2 $ kJ
    • $ 6 \times \Delta H_{f}^{\circ} (\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}) = 6 \times (-241.8) = -1450.8 $ kJ

Passo 5

Agora, vamos somar as entalpias dos produtos e dos reagentes:
  • Soma das entalpias dos produtos:
    361.2 , kJ + (-1450.8 , kJ) = -1089.6 , kJ
  • Soma das entalpias dos reagentes:
    -183.6 , kJ + 0 , kJ = -183.6 , kJ

Passo 6

Aplicando a fórmula da entalpia de reação:
De=ntesçã
Substituindo os valores:
Deçã

Resposta

A entalpia de reação a 298 K é -906 kJ.

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