Determine a variação de entalpia e energia interna padrão da reação: C2 H4(g) C2 H2(g)+H2(g) cdot De e De. A reação ocorre a 25 ^o C.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício pede para determinar a variação de entalpia ( De) e a variação de energia interna ( De) padrão da reação:
C2H4(g) C2H2(g) + H2(g)
Estamos trabalhando com o conteúdo de termodinâmica, mais especificamente sobre variações de entalpia e energia interna em reações químicas. Para resolver isso, vamos precisar das entalpias de formação padrão ( De) das substâncias envolvidas.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que a entalpia padrão de uma reação ( Deçã) pode ser calculada usando as entalpias de formação dos produtos e dos reagentes. A fórmula é:
De=ntes) çã

Passo 3

Vamos identificar as entalpias de formação fornecidas:
  • De da C2H4(g) (feteno) = +226,7 kJ
  • De da C2H6(g) (petano) = +52,3 kJ
No entanto, na reação, temos C2H2(g) (acetileno) e H2(g) como produtos. Sabemos que a entalpia de formação de elementos em seu estado padrão, como H2(g), é zero:
De
Precisamos, então, encontrar ou considerar que a De da C2H2(g) é necessária. Supondo que seja fornecida ou conhecida, podemos prosseguir. Para este exercício, vamos assumir que:
  • De da C2H2(g) = +226,7 kJ

Passo 4

Agora, aplicando a fórmula da entalpia de reação:
Deçã
Substituindo os valores conhecidos:
Deçã
No entanto, isso não faz sentido físico, indicando que talvez a De da C2H2(g) seja diferente. Vamos corrigir assumindo que:
  • De da C2H2(g) = +226,7 kJ (como fornecido)
Então,
Deçã
Parece que houve uma confusão nos valores fornecidos. Vamos revisar os dados.

Passo 5

Reavaliando os dados fornecidos:
  • De da C2H4(g) = +226,7 kJ
  • De da C2H6(g) = +52,3 kJ
Na reação dada:
C2H4(g) C2H2(g) + H2(g)
A entalpia de formação da C2H2(g) provavelmente deveria ser fornecida. Vamos supor que De da C2H2(g) é +226,7 kJ/mol.

Passo 6

Aplicando novamente a fórmula da entalpia de reação:
Deçã
Substituindo os valores:
Deçã
Isso indica que a reação não varia em entalpia, o que pode não ser o caso. É possível que haja um erro nos valores fornecidos.

Passo 7

Para progredir, vamos assumir que a De da C2H2(g) seja +226,7 kJ e a C2H4(g) seja +226,7 kJ também. Isso nos dá:
Deçã
Isso sugere que a informação fornecida pode estar incompleta ou incorreta. Geralmente, a formação de C2H2(g) tem uma entalpia diferente.

Passo 8

Considerando a possibilidade de revisão dos dados, assumindo que a De da C2H2(g) seja +226,7 kJ/mol e a da C2H4(g) seja +52,3 kJ/mol, a entalpia de reação seria:
Deçã

Passo 9

Agora, para encontrar a variação da energia interna ( Deçã), usamos a relação entre De e De:
De
Onde:
  • De é a variação no número de mols de gás.
  • R é a constante dos gases (8,314 J/mol·K).
  • T é a temperatura em Kelvin.
Na reação:
C2H4(g) C2H2(g) + H2(g)
Temos 1 mol de reagente e 2 mols de produtos, então:
De
A temperatura é 25°C, que em Kelvin é:
T = 25 + 273,15 = 298,15 K

Passo 10

Substituindo os valores na equação:
Deçãçã
Convertendo Deçã para J:
Deçã
Agora, calculando:
Deçã

Resposta

A variação de entalpia padrão da reação é De e a variação de energia interna padrão é De.

Exercícios relacionados