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: 4,18 J /(g ^circ C)

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:
ΔT = 51,°C - 25,°C = 26,°C

Passo 3

Agora, vamos calcular o calor absorvido pela água usando a fórmula:
Q = m times c times ΔT
Onde:
  • Q = 1000,g times 4,18,Jg,°C times 26,°C = 108.680,J 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 M = (3 times 12,01) + (8 times 1,008) = 36,03 + 8,064 = 44,094,g/mol , então a massa molar é:

Passo 5

Agora, calculamos os moles de propano:
n = massamassa,molar = 2,2,g44,094,g/mol approx 0,05,mol

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:
108.680,J0,05,mol = 2.173.600,J/mol
Convertendo para quilojoules (já que é uma unidade mais comum para calor de combustão):
2.173.600,J/mol div 1000 = 2.173,6,kJ/mol

Resposta

O calor de combustão envolvido na queima de 1,0 mol de propano é aproximadamente −2.174 kJ/mol.

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