Calcule a variação de entalpia para a reação de obtenção do clorofórmio
, a partir de cloro e metano, conforme representado na equação abaixo.
Considere as seguintes informações:
a.
b.
c. Entalpia de formação do
a partir de C (grafite)
d. Entalpia de formação da
e. Entalpia de formação do
a.
b.
c. Entalpia de formação do
d. Entalpia de formação da
e. Entalpia de formação do
Passo 1
Beleza, vamos calcular a variação de entalpia dessa reação química onde a gente transforma cloro e metano em clorofórmio (CHCl₃). A matéria que envolve aqui é Termodinâmica, mais especificamente a variação de entalpia em reações químicas. Pra resolver isso, vamos precisar usar a Lei de Hess e as entalpias de formação que você me deu.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a Lei de Hess nos permite somar variações de entalpia de várias reações para encontrar a entalpia total da reação desejada. Então, precisamos escrever todas as reações que podemos usar e organizar elas para chegar na reação que queremos calcular.
Passo 3
Vamos organizar as informações que temos:
a. Queima do metano:
b. Decomposição do HCl:
c. Entalpia de formação do CO₂:
d. Entalpia de formação da H₂O:
e. Entalpia de formação do CHCl₃:
Passo 4
Vamos usar as entalpias de formação para encontrar a entalpia das reações envolvidas. A variação de entalpia da reação de formação é a energia necessária para formar 1 mol dos produtos a partir dos reagentes em suas formas padrão.
Passo 5
Vamos escrever a equação da reação que queremos calcular:
Passo 6
Agora, aplicando a Lei de Hess, a variação de entalpia total da reação (
) pode ser calculada pela diferença entre as entalpias de formação dos produtos e dos reagentes:
Passo 7
Vamos calcular cada parte:
Para os produtos:
- 3 mol de HCl:
- 1 mol de CHCl₃:
Para os reagentes:
- 1 mol de CH₄:
- 3 mol de Cl₂:
Passo 8
Sabendo que a entalpia de formação de Cl₂ gas é zero (
), e assumindo que
pode ser calculada a partir da reação a.
A reação a nos dá:
Então:
Como
, temos:
Então:
Passo 9
Agora, precisamos encontrar
. Podemos usar a reação b para isso. A reação b é a decomposição de HCl, então a entalpia de formação será o inverso.
A entalpia da reação b:
Então, a entalpia de formação de HCl é:
Passo 10
Agora, substituímos todos os valores na equação da variação de entalpia total:
Resposta
A variação de entalpia para a reação de obtenção do clorofórmio é
.