Determine a entalpia padrão de 1 mol de CH3 OH(l) a partir de metano e oxigênio:
CH4(g)+12 O2(g) CH3 OH(l)
com as seguintes informações:
a) CH4(g)+H2 O(g) CO(g)+3 H2(g) De
b) 2 H2(g)+CO(g) CH3 OH(l)
De
c) 2 H2 O(a) 2 H2(a)+Oeta(a)
De

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A pergunta quer saber qual é a entalpia padrão para formar 1 mol de metanol líquido ( CH3OH(l)) a partir de metano ( CH4(g)) e oxigênio ( O2(g)). A matéria aqui é Termodinâmica, especificamente as mudanças de entalpia em reações químicas. Vou te mostrar passo a passo como usar as informações fornecidas para chegar na resposta.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que é entalpia padrão ( De). É a quantidade de energia absorvida ou liberada durante uma reação química sob condições padrão. Para calcular a entalpia da reação que a gente quer, vamos usar a Lei de Hess, que diz que a entalpia total de uma reação é a soma das entalpias das etapas individuais, independente do caminho que a reação toma.

Passo 3

Vamos olhar para as reações fornecidas e ver como podemos combiná-las para chegar na reação desejada:
a) CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3,H2(g) De
b) 2,H2(g)+CO(g) CH3OH(l) De
c) 2,H2O(a) 2,H2(a)+O2(a) De
Nosso alvo é a reação:
CH4(g) + 12O2(g) CH3OH(l)

Passo 4

Primeiro, vamos ajustar as reações fornecidas para combinar de forma que, ao somá-las, obtenhamos a reação desejada.
Observe que na reação a) temos H2O(g), mas na reação c) temos H2O(a). Vamos assumir que H2O(a) e H2O(g) são o mesmo composto em fases diferentes, e podemos ajustar os coeficientes conforme necessário.

Passo 5

Vejamos como somar as reações:
  1. Mantenha a reação a) como está:
    CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3,H2(g) De
  2. Mantenha a reação b) como está:
    2,H2(g)+CO(g) CH3OH(l) De
  3. Usaremos metade da reação c) para obter O2(g):
    H2O(a) H2(a)+12O2(a) De

Passo 6

Agora, vamos somar as três reações ajustadas:
CH4 + H2O CO + 3,H2 +206,10,kJ
2,H2 + CO CH3OH -128,33,kJ
H2O H2 + 12O2 +241,82,kJ
Somando as reações, os CO e 2,H2 se cancelam:
CH4 + 12O2 CH3OH
E somamos as entalpias:
206,10,kJ - 128,33,kJ + 241,82,kJ = 319,59,kJ

Resposta

A entalpia padrão para a formação de 1 mol de metanol líquido a partir de metano e oxigênio é De.

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