Estime a partir das energias de ligação, as mudanças térmicas
aproximadas para as seguintes reações gasosas:
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem que estimar a mudança térmica, que nesse caso é a variação de entalpia (
), para a reação gasosa dada. A matéria envolvida aqui é Termodinâmica Química, especificamente o uso das energias de ligação para calcular variações de entalpia em reações químicas. Para resolver isso, a gente vai precisar identificar quais ligações serão quebradas e formadas na reação e usar os valores das energias de ligação dessas moléculas.
Passo 2
Primeiro, vamos anotar a reação:
Nossa missão aqui é identificar todas as ligações nas moléculas reagentes e produtos para saber quais estão sendo quebradas e formadas.
Passo 3
Vamos identificar as ligações na molécula de acetona (
):
- C–C: 1 ligação
- C–O: 1 ligação dupla
- C–H: 6 ligações (cada metila
tem 3 C–H)
Agora, na molécula de
:
- C–C: 9 ligações (considerando a estrutura de um anel benzênico substituído)
- C–H: 15 ligações
- Não há ligações duplas com oxigênio aqui.
E na água (
):
- O–H: 2 ligações por molécula, então 6 no total para 3 moléculas.
Passo 4
Agora, precisamos saber quais ligações estão sendo quebradas e quais estão sendo formadas.
Ligações quebradas (no reagente):
- 1 C–C
- 1 C=O (a ligação dupla conta como 2 ligações C–O simples equivalente)
- 6 C–H
Ligações formadas (nos produtos):
- 9 C–C
- 15 C–H
- 6 O–H
Passo 5
Vamos usar as energias de ligação aproximadas (em kJ/mol):
- C–C: 346
- C=O: 799
- C–H: 413
- O–H: 467
Agora, calculamos a energia total das ligações quebradas e formadas:
Energia das ligações quebradas:
- 1 C–C:
kJ - 1 C=O:
kJ - 6 C–H:
kJ - Total quebradas:
kJ
Energia das ligações formadas:
- 9 C–C:
kJ - 15 C–H:
kJ - 6 O–H:
kJ - Total formadas:
kJ
Passo 6
Agora, a variação de entalpia (
) é a energia das ligações quebradas menos a energia das ligações formadas:
Nota: Houve um erro de cálculo na soma anterior. Vamos refazer:
Total quebradas:
kJ
Total formadas: kJ
ΔH: kJ → isso parece um valor muito alto, vamos verificar novamente.
Total formadas:
ΔH:
Desculpe, vamos recalcular:
Ainda está errando, parece que há um erro nos dígitos. Vamos recalcular:
Isso faz mais sentido.
Resposta
A mudança térmica para a reação é aproximadamente
kJ.