Estime a partir das energias de ligação, as mudanças térmicas (Qp=De aproximadas para as seguintes reações gasosas:
C6 H5 COOH(g)+7 / 2 O2(g) 7 CO2(g)+3 H2 O(g)

Passo 1

Beleza, temos aqui um exercício de química que pede para estimar a variação de entalpia ($ \Delta H $) de uma reação gasosa usando as energias de ligação. Basicamente, vamos calcular quanto de energia é absorvida ou liberada quando as moléculas reagentes se transformam nos produtos. Para isso, vamos precisar conhecer as energias das ligações químicas envolvidas na reação.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar todas as ligações que precisam ser quebradas nos reagentes e todas as ligações que serão formadas nos produtos.
Reagentes:
  • Ácido benzóico ($ \mathrm{C}_6\mathrm{H}_5\mathrm{COOH} $):
    • Ligações C–H
    • Ligações C–C
    • Ligações C–O
    • Ligação O–H
  • Oxigênio molecular ($ \mathrm{O}_2 $):
    • Ligação O=O
Produtos:
  • Dióxido de carbono ($ \mathrm{CO}_2 $):
    • Ligações C=O
  • Água ($ \mathrm{H}_2\mathrm{O} $):
    • Ligações O–H
Agora, vamos usar as energias de ligação típicas (em kJ/mol):
  • C–H: 413
  • C–C: 347
  • C–O: 358
  • O–H: 463
  • O=O: 498
  • C=O: 799
Passos:
  1. Quebra das ligações nos reagentes:
    • Contar quantas ligações de cada tipo são quebradas na reação.
  2. Formação das ligações nos produtos:
    • Contar quantas ligações de cada tipo são formadas na reação.
  3. Calcular a energia total absorvida e liberada:
    • Soma das energias das ligações quebradas menos a soma das energias das ligações formadas.
  4. Determinar $ \Delta H $:
    • Se a energia total for negativa, a reação libera energia (exotérmica). Se for positiva, absorve energia (endotérmica).

Passo 3

Vamos detalhar a contagem das ligações:
Reagentes:
  • Ácido benzóico ($ \mathrm{C}_6\mathrm{H}_5\mathrm{COOH} $):
    • C–H: 5 (na parte do anel) + 1 (na carboxila) = 6
    • C–C: 6 (no anel) + 1 (ligação com a carboxila) = 7
    • C–O: 2 (na carboxila)
    • O–H: 1 (na carboxila)
  • Oxigênio ($ \mathrm{O}_2 $):
    • O=O: 3,5 moléculas (já que temos $ \frac{7}{2} \mathrm{O}_2 $)
Produtos:
  • Dióxido de carbono ($ \mathrm{CO}_2 $):
    • C=O: 14 (7 moléculas, cada uma com 2 ligações C=O)
  • Água ($ \mathrm{H}_2\mathrm{O} $):
    • O–H: 6 (3 moléculas, cada uma com 2 ligações O–H)

Passo 4

Agora, vamos calcular a energia total das ligações quebradas e formadas.
Energia das ligações quebradas:
  • C–H: $ 6 \times 413 = 2478 $ kJ
  • C–C: $ 7 \times 347 = 2429 $ kJ
  • C–O: $ 2 \times 358 = 716 $ kJ
  • O–H: $ 1 \times 463 = 463 $ kJ
  • O=O: $ 3.5 \times 498 = 1743 $ kJ
Total quebradas: $ 2478 + 2429 + 716 + 463 + 1743 = 7829 $ kJ
Energia das ligações formadas:
  • C=O: $ 14 \times 799 = 11186 $ kJ
  • O–H: $ 6 \times 463 = 2778 $ kJ
Total formadas: $ 11186 + 2778 = 13964 $ kJ

Passo 5

Agora, calculamos $ \Delta H $:
De
De

Resposta

A variação de entalpia $ \Delta H $ para a reação é aproximadamente $ -6135 , kJ $. Isso significa que a reação libera cerca de 6135 kJ de energia.

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