Calcule a variacio de entalpia para reaçio
, conhecendoc
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente precisa calcular a variação de entalpia (ΔH) para a reação onde o metano (
) reage com o oxigênio (
) para formar metanol (
). O conteúdo que vamos usar aqui envolve termos de termodinâmica, especialmente a Lei de Hess, que permite calcular ΔH de uma reação usando outras reações conhecidas. Vamos precisar manipular as reações dadas para chegar na reação que queremos.
Passo 2
Primeiro, vamos escrever a reação que queremos encontrar a ΔH:
Queremos descobrir o ΔH dessa reação.
Passo 3
Agora, vamos listar as reações que conhecemos e seus respectivos ΔH:
Vamos usar a Lei de Hess para combinar essas reações de modo a chegar na reação que queremos.
Passo 4
A Lei de Hess diz que se uma reação pode ser expressa como a soma de duas ou mais reações, então o ΔH total é a soma dos ΔH dessas reações.
Vamos analisar as reações dadas e ver como podemos manipulá-las:
- A primeira reação envolve
e formando e . - A segunda reação usa
e para formar . - A terceira reação envolve
e formando .
Nosso objetivo é obter a reação alvo, que tem
e
reagindo diretamente para formar
.
Passo 5
Vamos seguir os passos para combinar as reações dadas:
-
Primeira Reação:
, ΔH = +206,1 kJ/mol. -
Segunda Reação: Precisamos que ela contribua para formar
. Ela já está na direção certa:
ΔH = -128,3 kJ/mol.
- Terceira Reação: Para eliminar
que apareceu na primeira reação, vamos inverter essa reação:
E o ΔH também inverte o sinal:
ΔH = +428,6 kJ/mol.
ΔH = +428,6 kJ/mol.
Passo 6
Agora, vamos somar as reações ajustadas:
-
Primeira Reação:
, ΔH = +206,1 kJ/mol. -
Segunda Reação:
, ΔH = -128,3 kJ/mol. -
Terceira Reação (invertida):
, ΔH = +428,6 kJ/mol.
Vamos somar as reações:
Passo 7
Ao somar as reações, vamos cancelar as espécies que aparecem nos dois lados:
-
cancela. -
da primeira reação e da segunda reagem, sobrando . -
aparece nos dois lados: da primeira e da terceira, sobrando do lado dos reagentes.
Após cancelar, ficamos com:
Precisamos dividir tudo por 2 para acertar os coeficientes, mas já chegamos na reação alvo.
Passo 8
Agora, somamos os ΔH das reações ajustadas:
Como queremos a reação com
, que está exatamente a metade da soma que fizemos, precisamos ajustar o ΔH:
Resposta
A variação de entalpia para a reação
é
.