Considere que 1000 gramas de água contidas no calorímetro, inicialmente a 250 C, sejam aquecidas a 510 C, quando 2,2 gramas de propano são completamente queimados. Considerando ainda que todo o calor envolvido na reação seja absorvido pela água, INDIQUE o calor de combustão envolvido na queima de 1,0 mol de propano.
Dados: Calor específico da água:
Dados: Calor específico da água:
Passo 1
Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo! Temos 1000 gramas de água num calorímetro que inicialmente está a 25°C e aquece até 51°C quando 2,2 gramas de propano são totalmente queimados. Queremos descobrir o calor de combustão, ou seja, quanto de energia é liberada quando 1 mol de propano queima.
Para resolver isso, vamos precisar usar o conceito de calorimetria, que estuda as trocas de calor em reações químicas. Vamos calcular o calor absorvido pela água usando a fórmula de calor, depois relacionar isso com a quantidade de propano que foi queimada para encontrar o calor por mol.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular o aumento de temperatura da água. A água passou de 25°C para 51°C, então a variação de temperatura (ΔT) é:
Passo 3
Agora, vamos calcular o calor absorvido pela água usando a fórmula:
Onde:
-
é o calor absorvido -
é a massa da água (1000 g) -
é o calor específico da água (4,18 J/g·°C) -
é a variação de temperatura (26°C)
Substituindo os valores:
Passo 4
Esse é o calor que a água absorveu, que na verdade veio da queima do propano. Agora, precisamos relacionar esse calor com a quantidade de propano que foi queimada, que foi de 2,2 gramas.
Primeiro, vamos descobrir quantos moles de propano correspondem a 2,2 gramas. A fórmula molecular do propano é
, então a massa molar é:
Passo 5
Agora, calculamos os moles de propano:
Passo 6
Sabemos que 0,05 mol de propano liberou 108.680 J de energia. Queremos saber quanto de energia é liberada por 1 mol de propano. Fazemos uma regra de três simples:
Convertendo para quilojoules (já que é uma unidade mais comum para calor de combustão):
Resposta
O calor de combustão envolvido na queima de 1,0 mol de propano é aproximadamente −2.174 kJ/mol.