Considere a combustão de uma única molécula de CH 4 (g) qual a energia em joules produzida durante essa reação?
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão pede para calcular a energia produzida na combustão de uma única molécula de metano (CH₄) gasoso. Vamos usar conceitos de Termoquímica, que é a parte da química que estuda as trocas de energia nas reações químicas. Para isso, vamos precisar saber a entalpia de combustão do metano e entender como converter essa energia para uma única molécula.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é a entalpia de combustão. É a quantidade de energia liberada quando uma substância queima completamente em oxigênio. No caso do metano (CH₄), a reação de combustão completa é:
Essa reação libera uma certa quantidade de energia, geralmente medida em quilojoules por mol (kJ/mol).
Passo 3
Sabemos que a entalpia de combustão do metano é aproximadamente -890 kJ/mol. O sinal negativo indica que a reação libera energia, ou seja, é exotérmica.
Passo 4
Agora, queremos saber qual é a energia liberada por uma única molécula de metano. Para isso, precisamos converter a energia por mol para energia por molécula. Sabemos que:
Então, primeiro convertamos os quilojoules para joules:
Passo 5
Agora, dividimos a energia por mol pelo número de moléculas em um mol para encontrar a energia por molécula:
Passo 6
Fazendo a divisão:
Resposta
A energia produzida na combustão de uma única molécula de metano (CH₄) é aproximadamente -1,48 × 10⁻¹⁸ joules.