a) Com os dados apresentados no quadro, calcule a entalpia de combustão do metanol, em que reagentes e produtos estão no estado gasoso.
b) Sob o ponto de vista do calor liberado por grama, qual combustível é mais eficiente, metanol ou hidrogênio gasosos?
| Composto | ) |
| :---: | :---: |
| , | |
| | |
| | |
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de termodinâmica juntos! A gente precisa calcular a entalpia de combustão do metanol e depois comparar a eficiência energética por grama entre o metanol e o hidrogênio gasoso. Para isso, vamos usar as entalpias de formação fornecidas na tabela e entender um pouquinho sobre como calcular a entalpia de reação.
Passo 2
**a) Calculando a entalpia de combustão do metanol**
Primeiro, vamos lembrar que a **entalpia de combustão** é a quantidade de energia liberada quando uma substância queima completamente no oxigênio, formando dióxido de carbono e água.
A reação de combustão completa do metanol (CH₃OH) é:
Agora, para calcular a entalpia dessa reação ( ), usamos a seguinte fórmula:
Lembrando que a entalpia de formação do oxigênio gasoso ( ) é zero, porque é um elemento no estado padrão.
Substituindo os valores da tabela:
Calculando:
Passo 3
**b) Comparando a eficiência energética por grama: metanol vs. hidrogênio**
Para saber qual combustível é mais eficiente em termos de energia por grama, vamos calcular a energia liberada por grama de cada um. Já sabemos a entalpia de combustão do metanol:
Agora, vamos calcular para o hidrogênio gasoso ( ).
A reação de combustão do hidrogênio é:
A entalpia de combustão do hidrogênio ( ) é:
Como e são zero:
Agora, vamos calcular a energia por grama de cada combustível.
Primeiro, as massas molares:
- Metanol (CH₃OH): aproximadamente 32,04 g/mol
- Hidrogênio (H₂): aproximadamente 2,02 g/mol
Energia por grama:
Resposta
O hidrogênio gasoso é mais eficiente em termos de calor liberado por grama, liberando aproximadamente 239,6 kJ/g, comparado com os 21,14 kJ/g do metanol.
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Óxido nítrico gasoso reage diretamente com formando , um gás marrom avermelhado:
Desprezando-se a reação de dimerização do , considere exclusivamente o equilíbrio em fase gasosa representado pela equação acima e a seguinte tabela de dados:
| Gás | | |
| :---: | :---: | :---: |
| NO | 86,57 | 90,25 |
| | 51,30 | 33,18 |
b) Calcule a constante de equilíbrio a 25 e a , admitindo-se que e não dependam da temperatura neste intervalo. Faça uma comparação dos valores obtidos sob o ponto de vista do Princípio de Le Châtelier, incluindo na comparação a entalpia de reação.
a) Com os dados apresentados no quadro, calcule a entalpia da ligação oxigênio-oxigênio na molécula de peróxido de hidrogênio .
b) Considerando que , o que pode dizer sobre a ordem da ligação oxigênio-oxigênio nesta molécula?
| | ) |
| :---: | :---: |
| Energia de ligação O-H | 464 |
| de atomização de | 1070 |
Um método sugerido para a remoção de dióxido de enxofre gasoso de chaminés de usinas de energia é o seguinte: reação entre o e sulfeto de hidrogênio gasoso, gerando enxofre (S) sólido e água no estado gasoso.
a) Escreva uma equação química balanceada que represente a reação descrita.
b) Com os dados apresentados no quadro abaixo, calcule a variação de entalpia para essa reação, considerando que ela aconteça a 298,15 K. Pode-se afirmar que essa reação é espontânea? Justifique sua resposta.
| Composto | |
| :---: | :---: |
| | - 296,83 |
| | |
| | 0 |
| | |
Supondo que um trabalho de é realizado por um sistema na sua vizinhança enquanto são removidos 70,000 cal de calor do sistema. Calcule o trabalho, o calor e variação de energia interna no sistema.