Calcule a entalpia de reação a 298 K para a seguinte reação:
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão pede para calcular a entalpia de reação da seguinte reação a 298 K:
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:
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:
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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
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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:
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Soma das entalpias dos produtos:
-
Soma das entalpias dos reagentes:
Passo 6
Aplicando a fórmula da entalpia de reação:
Substituindo os valores:
Resposta
A entalpia de reação a 298 K é -906 kJ.