O cultivo da cana-de-açúcar faz parte da nossa história, desde o Brasil colonial. O açúcar e o álcool são seus principais produtos. Com a crise mundial do petróleo, o incentivo à fabricação de carros a álcool surgiu, na década de 1970, com o Proálcool. Esse programa nacional acabou sendo extinto no final da década de 1990. Abaixo são apresentadas uma série que reações químicas que leva ao processo de combustão do etanol. Aplique a Lei de Hess nas referidas equações e determine a entalpia de reação do processo.
& C(gr)+O2(g) CO2(g) -394 kJ mol^-1 & H2(g)+O2(g) H2 O(l)-286 kJ mol^-1 & 2 C(gr)+3 H2(g)+1 / 2 O2(g) C2 H5 OH(l) -278 kJ mol^-1

Passo 1

Beleza, então temos um exercício sobre a Lei de Hess, que faz parte da química termodinâmica. A gente vai usar essa lei pra calcular a entalpia de reação do processo de combustão do etanol. Para isso, vamos precisar das equações químicas dadas e das entalpias envolvidas em cada reação. Vamos seguir passo a passo!

Passo 2

Primeiro, vamos entender as reações que a gente tem:
& C(gr) + O2(g) CO2(g) De
A gente quer encontrar a entalpia da reação de combustão do etanol, que é quando o etanol reage com oxigênio para formar dióxido de carbono e água.

Passo 3

Vamos escrever a equação de combustão do etanol que queremos:
C2H5OH(l) + 3 O2(g) 2 CO2(g) + 3 H2 O(l)
Precisamos encontrar a De dessa reação. Para isso, vamos usar as equações dadas e aplicar a Lei de Hess, que diz que a entalpia total da reação é a soma das entalpias das etapas pelas quais a reação pode acontecer.

Passo 4

Vamos reorganizar as equações dadas para chegar na equação de combustão do etanol. A gente tem:
  1. Combustão do carbono:
C + O2 CO2 De
  1. Combustão do hidrogênio:
H2 + 12 O2 H2O De
  1. Formação do etanol:
2 C + 3 H2 + 12 O2 C2H5OH De
Queremos a combustão do etanol, então precisamos inverter a equação de formação do etanol:
C2H5OH 2 C + 3 H2 + 12 O2 De

Passo 5

Agora, somamos as reações para chegar na combustão do etanol:
  1. Formação invertida do etanol: De
  2. Combustão do carbono multiplicada por 2 para ter 2 C:
2(C + O2 CO2) De
  1. Combustão do hidrogênio multiplicada por 3 para ter 3 H2:
3(H2 + 12 O2 H2O) De
Somando tudo:
De

Resposta

A entalpia de reação do processo de combustão do etanol é De.

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