Estime a partir das energias de ligação, as mudanças térmicas
aproximadas para as seguintes reações gasosas:
(g)
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular a mudança de entalpia, que é a
, para a reação gasosa
. Para isso, vamos usar as energias de ligação das moléculas envolvidas. A matéria que estamos estudando aqui é Termodinâmica Química, mais especificamente, mudanças de entalpia em reações químicas usando energias de ligação.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar como calcular a mudança de entalpia usando as energias de ligação. A fórmula que vamos usar é:
Ou seja, a mudança de entalpia é igual à soma das energias das ligações que a gente precisa quebrar nos reagentes menos a soma das energias das ligações que a gente forma nos produtos.
Passo 3
Agora, vamos identificar quais ligações estão presentes nos reagentes e nos produtos.
Reagentes:
-
: possui 4 ligações C-H. -
: cada molécula de F2 tem 1 ligação F-F, e como temos 4 moléculas, são 4 ligações F-F.
Produtos:
-
: possui 4 ligações C-F. -
: cada molécula de HF tem 1 ligação H-F, e como temos 4 moléculas, são 4 ligações H-F.
Passo 4
Vamos usar as energias de ligação padrão (em kJ/mol):
- Ligação C-H: 413 kJ/mol
- Ligação F-F: 158 kJ/mol
- Ligação C-F: 485 kJ/mol
- Ligação H-F: 567 kJ/mol
Passo 5
Vamos calcular a energia total das ligações quebradas nos reagentes:
- Quebrar 4 ligações C-H:
kJ/mol - Quebrar 4 ligações F-F:
kJ/mol
Total das ligações quebradas:
kJ/mol
Passo 6
Agora, vamos calcular a energia total das ligações formadas nos produtos:
- Formar 4 ligações C-F:
kJ/mol - Formar 4 ligações H-F:
kJ/mol
Total das ligações formadas:
kJ/mol
Passo 7
Aplicando a fórmula da mudança de entalpia:
Resposta
A mudança de entalpia para a reação dada é
.