Estime a partir das energias de ligação, as mudanças térmicas (Qp=De aproximadas para as seguintes reações gasosas:
CH4(g)+4 F2 (g) CF4(g)+4 HF(g)

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular a mudança de entalpia, que é a De, para a reação gasosa CH4(g) + 4 F2(g) CF4(g) + 4 HF(g). 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:
Deçõçõ
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:
  • CH4: possui 4 ligações C-H.
  • F2: cada molécula de F2 tem 1 ligação F-F, e como temos 4 moléculas, são 4 ligações F-F.
Produtos:
  • CF4: possui 4 ligações C-F.
  • HF: 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: 4 times 413 = 1652 kJ/mol
  • Quebrar 4 ligações F-F: 4 times 158 = 632 kJ/mol
Total das ligações quebradas: 1652 + 632 = 2284 kJ/mol

Passo 6

Agora, vamos calcular a energia total das ligações formadas nos produtos:
  • Formar 4 ligações C-F: 4 times 485 = 1940 kJ/mol
  • Formar 4 ligações H-F: 4 times 567 = 2268 kJ/mol
Total das ligações formadas: 1940 + 2268 = 4208 kJ/mol

Passo 7

Aplicando a fórmula da mudança de entalpia:
De

Resposta

A mudança de entalpia para a reação dada é De.

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