Considere a formação do metanol gasoso a partir de fragmentos moleculares gasosos:
C (gasoso) +4 H(g)+O(g) CH3 OH(g)
A entalpia molar de formação em Kcal / mol a 25^circ C para o CH3 OH(g), C(g), H(g) e O(g) são, respectivamente, 48, 0 ; 171,3 ; 52,1 e 59,6 . A energia média de ligação a 25^circ C e em KJ / mol para C - H é 415,9 e 463,6 para a ligação O - H. Com tais dados, calcule a energia de ligação para C-O.

Passo 1

Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. A gente precisa calcular a energia de ligação da ligação C-O no metanol gasoso ( CH3OH). Para isso, vamos usar as entalpias de formação dos reagentes e produtos, além das energias médias de ligação para C-H e O-H. Vamos precisar entender como relacionar essas informações para encontrar a energia que falta, que é a da C-O.

Passo 2

Primeiro, vamos converter todas as entalpias de formação de kcal/mol para kJ/mol, já que as energias de ligação estão em kJ/mol. Sabemos que 1 kcal = 4,184 kJ.
  • De
  • De
  • De
  • De

Passo 3

Agora, vamos entender a reação:
C (g) + 4 H (g) + O (g) CH3OH (g)
Nesta reação, estamos formando ligações na molécula de metanol. As ligações que estão sendo formadas são:
  • 3 ligações C-H
  • 1 ligação C-O
  • 1 ligação O-H

Passo 4

A entalpia de formação da molécula de metanol ( De) é a energia total envolvida na formação dessas ligações a partir dos átomos individuais. Podemos expressar isso da seguinte forma:
Deçõçõ
Como estamos partindo de átomos livres, não há ligações quebradas. Então, simplificamos para:
Deçõ

Passo 5

Vamos calcular a energia total das ligações formadas na molécula de metanol:
Energia total das ligações formadas = 3 times Energia C-H + Energia C-O + Energia O-H çõ
Substituindo os valores:
Energia total = 3 times 415,9 kJ/mol + x + 463,6 kJ/mol
Onde x é a energia da ligação C-O que queremos encontrar.
Energia total = 1247,7 kJ/mol + x + 463,6 kJ/mol = 1711,3 kJ/mol + x

Passo 6

Sabemos que a entalpia de formação do metanol é 201 kJ/mol. Portanto:
Deçõ
201 kJ/mol = 1711,3 kJ/mol + x
Resolvendo para x:
x = 201 kJ/mol - 1711,3 kJ/mol = -1510,3 kJ/mol

Resposta

A energia de ligação para C-O é de aproximadamente -1510,3 kJ/mol. No entanto, como energia de ligação é geralmente considerada positiva (energia necessária para quebrar a ligação), o valor absoluto é 1510,3 kJ/mol.

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