Escreva a equação do processo global e determine a variação de entalpia para esse processo.
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você me pediu para resolver um exercício que pede para escrever a equação do processo global e determinar a variação de entalpia desse processo. Esse exercício está relacionado à Termodinâmica, mais especificamente aos conceitos de processos químicos e entalpia. Para resolver, vamos precisar entender como balancear equações químicas e calcular a variação de entalpia usando as entalpias padrão de formação das substâncias envolvidas.
Passo 2
Primeiro, precisamos identificar as substâncias reagentes e produtos envolvidos no processo. Como o enunciado não especifica quais são, vamos supor um exemplo comum: a combustão do metano (CH₄).
A combustão do metano em oxigênio produz dióxido de carbono e água. Então, a equação bruta seria:
Passo 3
Agora, vamos balancear essa equação para garantir que o número de átomos de cada elemento seja igual nos reagentes e nos produtos.
-
Carbono ©: Há 1 C no CH₄ e 1 C no CO₂. Está ok.
-
Hidrogênio (H): Há 4 H no CH₄ e 2 H na H₂O. Então, precisamos de 2 moléculas de H₂O:
-
Oxigênio (O): Nos produtos temos 2 O no CO₂ e 2×1=2 O na H₂O, totalizando 4 O. Nos reagentes, cada molécula de O₂ tem 2 O, então precisamos de 2 moléculas de O₂:
Passo 4
Com a equação balanceada, podemos agora determinar a variação de entalpia ($ \Delta H $) do processo. A variação de entalpia para a reação pode ser calculada usando a fórmula:
Onde $ \Delta H_f^\circ $ é a entalpia padrão de formação de cada substância.
Passo 5
Vamos supor os seguintes valores de $ \Delta H_f^\circ $ (em kJ/mol):
- $ \Delta H_f^\circ $ de CH₄ (g) = -74,8
- $ \Delta H_f^\circ $ de O₂ (g) = 0 (elemento na forma padrão)
- $ \Delta H_f^\circ $ de CO₂ (g) = -393,5
- $ \Delta H_f^\circ $ de H₂O (l) = -285,8
Passo 6
Aplicando os valores na fórmula:
Calculando:
Resposta
A variação de entalpia para o processo de combustão do metano é -890,3 kJ/mol.