A entalpia padrão de formação da H2 O no estado gasoso a 298 K é -241,82 kJ mol^-1. Estime o valor de De a 100^circ C, dados os seguintes valores de capacidade calorifica molar a pressão constante: H2 O(g) : 33,58 J K^-1 mol^-1 ; H2(g): 28,84 J K^-1 mol^-1 ; O2(g): 29,37 J K^-1 mol^-1. Assuma que as capacidades caloríficas são independentes da temperatura.

Passo 1

Beleza, vamos resolver um exercício de termodinâmica sobre entalpia de formação da água no estado gasoso. A gente tem que estimar como a entalpia muda quando a temperatura sobe de 298 K (25°C) para 373 K (100°C). Para isso, vamos precisar entender como a capacidade calorífica influencia essa mudança. Vamos usar as capacidades caloríficas dadas para a água, hidrogênio e oxigênio, assumindo que elas não mudam com a temperatura.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que a entalpia de formação padrão ( ) da água gasosa a 298 K é . Queremos saber qual será essa entalpia a 373 K.

Passo 3

A mudança na entalpia com a temperatura pode ser calculada usando a fórmula:
De
Aqui, é a diferença nas capacidades caloríficas dos produtos e dos reagentes.

Passo 4

Vamos determinar H2(g) + 12 O2(g) H2O(g) . A reação de formação da água é:
De
Então, De é:
Substituindo os valores:

Passo 5

Vamos calcular dentro dos colchetes primeiro:
28,84 , J/K·mol + 12 times 29,37 , J/K·mol = 28,84 + 14,685 = 43,525 , J/K·mol
Então,
De

Passo 6

Agora, calculamos a diferença de temperatura:
De

Passo 7

Aplicando na fórmula da mudança da entalpia:
De

Passo 8

Antes de prosseguir, vamos converter as unidades para consistência. Como a entalpia está em -9,945 , J/K·mol times 75 , K = -745,875 , J/mol = -0,745875 , kJ/mol , convertamos a segunda parte para :

Passo 9

Agora, somamos as duas partes:
De

Resposta

A entalpia padrão de formação da a é aproximadamente .

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