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
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:
- C(s) + O₂(g) → CO₂(g) ΔH° = −393,5 kJ/mol
- H₂(g) + ½ O₂(g) → H₂O(g) ΔH° = −286 kJ/mol
- 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)
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/molReação 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:
- 6 C(s) + 6 O₂(g) → 6 CO₂(g) ΔH° = −2361 kJ/mol
- 6 H₂(g) + 3 O₂(g) → 6 H₂O(g) ΔH° = −1716 kJ/mol
- 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
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.