Conhecendo as variações de entalpia das reações a seguir: C(s) + O2(g) → CO2(g) ∆H◦ = −393, 5kJ/mol. H2(g) + 1 2 O2(g)→ H2O(g) ∆H◦ = −286kJ/mol. C6H12O6(s) + 6 O2(g) → 6 CO2(g) + 6 H2O(g) ∆H◦ = −2.807, 5kJ/mol. Calcule a entalpia de formação da glicose: 6 C(s) + 3 O2 (g) + 6 H2 (g)→ C6H12O6 (s):
A) -2128 kJ/mol
B) -1269,5 kJ/mol
C) -3487kJ/mol
D) +3487 kJ/mol
E) +1269,5 kJ/mol

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de termodinâmica sobre entalpia! A gente quer descobrir a entalpia de formação da glicose (C₆H₁₂O₆). Para isso, vamos usar as variações de entalpia das reações que o exercício te deu. Vamos precisar entender um pouco sobre a Lei de Hess, que nos ajuda a calcular a entalpia de uma reação combinando outras reações conhecidas.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é a entalpia de formação. A entalpia de formação (ΔHf°) de uma substância é a variação de entalpia quando 1 mol dessa substância é formado a partir de seus elementos nas condições padrão. No nosso caso, queremos saber a ΔHf° da glicose.

Passo 3

Vamos olhar as reações fornecidas:
  1. C(s) + O₂(g) → CO₂(g) ΔH° = −393,5 kJ/mol
  2. H₂(g) + ½ O₂(g) → H₂O(g) ΔH° = −286 kJ/mol
  3. C₆H₁₂O₆(s) + 6 O₂(g) → 6 CO₂(g) + 6 H₂O(g) ΔH° = −2807,5 kJ/mol
Queremos chegar na reação de formação da glicose:
6 C(s) + 3 O₂(g) + 6 H₂(g) → C₆H₁₂O₆(s)

Passo 4

Vamos usar a Lei de Hess, que diz que a variação de entalpia total de uma reação é a soma das variações das etapas que compõem essa reação. Para isso, precisamos manipular as reações fornecidas para que, quando somadas, resultem na reação de formação da glicose.

Passo 5

Vamos fazer o seguinte:
  • Reverter a reação 3 para que a glicose fique do lado dos reagentes. Quando a gente inverte uma reação, muda o sinal da ΔH°.
    Reversa da 3:
    6 CO₂(g) + 6 H₂O(g) → C₆H₁₂O₆(s) + 6 O₂(g) ΔH° = +2807,5 kJ/mol
  • Multiplicar as reações 1 e 2 pelos coeficientes necessários para que quando somadas com a reação invertida 3, os CO₂ e H₂O se cancelem.
    Reação 1 multiplicada por 6:
    6 C(s) + 6 O₂(g) → 6 CO₂(g) ΔH° = 6 × (−393,5) = −2361 kJ/mol
    Reação 2 multiplicada por 6:
    6 H₂(g) + 3 O₂(g) → 6 H₂O(g) ΔH° = 6 × (−286) = −1716 kJ/mol

Passo 6

Agora, vamos somar as três reações:
  1. 6 C(s) + 6 O₂(g) → 6 CO₂(g) ΔH° = −2361 kJ/mol
  2. 6 H₂(g) + 3 O₂(g) → 6 H₂O(g) ΔH° = −1716 kJ/mol
  3. 6 CO₂(g) + 6 H₂O(g) → C₆H₁₂O₆(s) + 6 O₂(g) ΔH° = +2807,5 kJ/mol
Quando somamos, os 6 CO₂ e 6 H₂O se cancelam:
6 C(s) + 3 O₂(g) + 6 H₂(g) → C₆H₁₂O₆(s)
A variação de entalpia total é:
ΔH° = −2361 kJ/mol + (−1716 kJ/mol) + 2807,5 kJ/mol
ΔH° = −4077 kJ/mol + 2807,5 kJ/mol
ΔH° = −1269,5 kJ/mol

Resposta

A entalpia de formação da glicose é −1269,5 kJ/mol. A resposta correta é a letra B.

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