Determine a entalpia de formação,
,
(s) a partir das mudanças de entalpia do seguinte processo de duas etapas que ocorre sob condições de estado padrão:
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Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem um exercício pra encontrar a entalpia de formação da FeCl₃(s), ou seja, quanto de energia é envolvida quando a FeCl₃ é formada a partir dos seus elementos nas condições padrão. Para isso, vamos usar as mudanças de entalpia de duas reações que já foram dadas. O lance é aplicar a Lei de Hess, que basicamente diz que a entalpia total de uma reação é a soma das entalpias das etapas que levam a ela.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é entalpia de formação, que é representada por ΔH°f. É a quantidade de energia liberada ou absorvida quando um mol de um composto é formado a partir de seus elementos puros nas condições padrão (25°C e 1 atm). No nosso caso, queremos saber ΔH°f da FeCl₃(s).
Passo 3
Agora, vamos olhar para as duas reações que a gente tem:
- Fe(s) + Cl₂(g) → FeCl₂(s) ΔH° = -341,8 kJ
- FeCl₂(s) + ½ Cl₂(g) → FeCl₃(s) ΔH° = -57,7 kJ
A ideia é combinar essas duas reações para chegar à formação da FeCl₃ a partir dos elementos:
Fe(s) + 3/2 Cl₂(g) → FeCl₃(s)
Passo 4
Para fazer isso, somamos as duas reações:
- Primeira reação: Fe(s) + Cl₂(g) → FeCl₂(s) ΔH° = -341,8 kJ
- Segunda reação: FeCl₂(s) + ½ Cl₂(g) → FeCl₃(s) ΔH° = -57,7 kJ
Somando-as, obtemos:
Fe(s) + Cl₂(g) + ½ Cl₂(g) → FeCl₃(s)
Simplificando, fica:
Fe(s) + 3/2 Cl₂(g) → FeCl₃(s)
E a entalpia total é:
ΔH°total = -341,8 kJ + (-57,7 kJ) = -399,5 kJ
Resposta
A entalpia de formação da FeCl₃(s) é de -399,5 kJ/mol.