Determine a variação de entalpia para a reação química em que
. Explique a tendência, se houver alguma, que existe entre a quantidade de calor envolvida nas reações e a extensão na qual o átomo de carbono está ligado ao átomo de oxigênio.
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos uma reação química onde o monóxido de carbono (CO) reage com o flúor (F₂) para formar tetrafluoreto de carbono (CF₄) e difluoreto de oxigênio (OF₂). A matéria envolvida aqui é a Termodinâmica Química, especificamente a entalpia de reação. Para resolver, vamos precisar das entalpias de formação padrão de cada substância envolvida na reação.
Passo 2
A variação de entalpia da reação (ΔH) pode ser calculada usando a seguinte fórmula:
Isso significa que somamos as entalpias de formação dos produtos e subtraímos a soma das entalpias de formação dos reagentes.
Passo 3
Vamos listar as entalpias de formação padrão (ΔH_f°) para cada substância envolvida na reação:
- ΔH_f° (CO(g)) = -110,5 kJ/mol
- ΔH_f° (F₂(g)) = 0 kJ/mol (elemento na sua forma padrão)
- ΔH_f° (CF₄(g)) = -680 kJ/mol
- ΔH_f° (OF₂(g)) = +155 kJ/mol
Passo 4
Agora, aplicamos os valores na fórmula da variação de entalpia:
Substituindo pelos valores:
Passo 5
Fazendo as contas:
Resposta
A variação de entalpia para a reação é de -414,5 kJ/mol. Isso indica que a reação é exotérmica, ou seja, libera calor.
Além disso, observamos que quanto mais o átomo de carbono está ligado ao átomo de oxigênio, maior a liberação de calor na reação. Isso acontece porque as ligações C–O são bastante fortes, e a formação dessas ligações libera mais energia, contribuindo para a tendência de reações mais exotérmicas quando há uma maior extensão das ligações carbono-oxigênio.
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