Os calores de combustão para os ácidos maleico e fumárico são respectivamente iguais a e , a . Calcule: a) a entalpia de formação para o ácido fumárico; b) a entalpia da reação: ácido fumárico acido maleico, a . Dados: form.(298k) form.(298k) (ácido maleico) (ácido fumárico) 110,00J.K . R.: a) ; b) .
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:
A entalpia dessa reação é .
Passo 5
Para encontrar a entalpia de formação do ácido fumárico (), 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:
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:
Onde ááá.
Passo 9
Calculando :
Passo 10
A variação de temperatura () é de .
Passo 11
Agora, calculamos a variação de entalpia:
Convertendo para :
Como estamos calculando a entalpia da reação de fumárico para maleico, que é o inverso: