Os calores de combustão para os ácidos maleico (C4 H4 O4(l)) e fumárico (C4 H4 O4(l)) são respectivamente iguais a -77,79 kJ / mol e -76,46 kJ / mol, a 25^circ C. Calcule: a) a entalpia de formação para o ácido fumárico; b) a entalpia da reação: ácido fumárico acido maleico, a 227^circ C. Dados: De form.(298k) CO2(g) =-393,51 kJ / mol ; De form.(298k) H2 O(l)=-285,30 kJ / mol ; Cp (ácido maleico) =108,00 J cdot K^-1 cdot mol^-1 ; Cp (ácido fumárico) = 110,00J.K ^-1 mol^-1. R.: a) De; b) De.

Passo 1

Então, temos um exercício sobre termodinâmica, especificamente envolvendo entalpias de combustão e formação de ácidos maleico e fumárico. Vamos precisar usar conceitos de entalpia de formação, leis de Hess e capacidades térmicas ( ) para calcular as entalpias solicitadas nas duas partes da questão.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é entalpia de formação ( ). É a variação de entalpia quando 1 mol de um composto é formado a partir de seus elementos em suas formas padrão. Para o ácido fumárico, queremos encontrar .

Passo 3

Sabemos que a entalpia de combustão ( ) é a variação de entalpia quando 1 mol da substância queima completamente em oxigênio, formando e . Temos os valores para os dois ácidos:
  • Ácido maleico:
  • Ácido fumárico:

Passo 4

Usaremos a Lei de Hess, que nos permite calcular a entalpia de uma reação pela soma das entalpias de etapas intermediárias. A reação de combustão para o ácido fumárico é:
C4H4O4(l) + 5O2(g) 4CO2(g) + 2H2O(l)
A entalpia dessa reação é .

Passo 5

Para encontrar a entalpia de formação do ácido fumárico ( De=ntes) ), usamos a seguinte equação baseada na combustão:
Sabemos que de e de . Como de (por ser elemento na forma padrão), podemos rearranjar a equação para encontrar do ácido fumárico.

Passo 6

Calculando:
-76,46 = [4(-393,51) + 2(-285,30)] - De
-76,46 = [-1574,04 - 570,60] - De
-76,46 = -2144,64 - De
De
Arredondando, temos .

Passo 7

Agora, para a parte b, queremos a entalpia da reação de ácido fumárico para ácido maleico a . Essa transformação envolve a isomerização dos ácidos, e usaremos a diferença das entalpias de formação ajustadas pela variação de temperatura usando .

Passo 8

A equação para a variação de entalpia com temperatura é:
De
Onde ááá.

Passo 9

Calculando De:

Passo 10

A variação de temperatura ( ) é de .

Passo 11

Agora, calculamos a variação de entalpia:
De
Convertendo De para De:
Como estamos calculando a entalpia da reação de fumárico para maleico, que é o inverso:

Resposta

a)
b)

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