Examinemos a síntese do propano, C 3 H 8, um gás usado como combustível em fogões de acampamentos:
3 C(gr)+4 H2(g) longrightarrow C3 H8(g)
É difícil medir diretamente a variação de entalpia dessa reação. As entalpias de reações de combustão, porém, são mais fáceis de medir. Calcule a entalpia padrão da reação a partir dos seguintes dados experimentais:
ll (a) C3 H8(g)+5 O2(g) longrightarrow 3 CO2(g)+4 H2 O(l) & De

Passo 1

Resumo do Enunciado e Introdução ao Conteúdo
Estamos analisando a síntese do propano, , que é um gás utilizado como combustível. O exercício pede para calcular a variação de entalpia padrão ( ) da reação de síntese usando dados de entalpias de combustão fornecidos. Para resolver isso, vamos utilizar a Lei de Hess, que nos permite determinar a variação de entalpia de uma reação a partir de outras reações conhecidas.

Passo 2

Entendendo a Lei de Hess
A Lei de Hess afirma que a variação total de entalpia de uma reação química é a mesma, não importando o caminho pelo qual a reação ocorre, desde que as condições sejam iguais. Isso significa que podemos combinar várias reações conhecidas para encontrar a entalpia de uma reação desconhecida.

Passo 3

Identificando as Reações Envolvidas
Temos as seguintes reações com suas respectivas variações de entalpia:
a) Combustão do propano:
C3H8(g) + 5,O2(g) longrightarrow 3,CO2(g) + 4,H2O(l) De
b) Formação de dióxido de carbono:
C(gr) + O2(g) longrightarrow CO2(g) De
c) Formação de água:
H2(g) + 12,O2(g) longrightarrow H2O(l) De

Passo 4

Rearranjando as Reações para Aplicar a Lei de Hess
Queremos encontrar a 3,C(gr) + 4,H2(g) longrightarrow C3H8(g) da síntese do propano:
3,CO2(g) + 4,H2O(l) longrightarrow C3H8(g) + 5,O2(g) De
Para isso, vamos manipular as reações (a), (b) e © de forma que, ao somá-las, obtenhamos a reação desejada.
  1. Reversão da reação de combustão do propano (a):
    3,C(gr) + 3,O2(g) longrightarrow 3,CO2(g) De
    Nota: Reverter uma reação muda o sinal da variação de entalpia.
  2. Multiplicando a reação de formação de dióxido de carbono (b) por 3:
    4,H2(g) + 2,O2(g) longrightarrow 4,H2O(l) De
  3. Multiplicando a reação de formação de água © por 4:

Passo 5

Somando as Reações Ajustadas
Agora, somamos as três reações ajustadas:
  1. Reação revertida (a):
    3,CO2 + 4,H2O longrightarrow C3H8 + 5,O2 De
  2. Reação (b) multiplicada por 3:
    3,C + 3,O2 longrightarrow 3,CO2 De
  3. Reação © multiplicada por 4:
    4,H2 + 2,O2 longrightarrow 4,H2O De
Somando as reações:
  • Os 3,C + 4,H2 longrightarrow C3H8 e do reagente na reação revertida cancelam com os produtos das reações (b) e ©.
  • O oxigênio ( ) presente é na reagente revertida e nas reações (b) e ©, então também cancelam.
O que sobra é:

Passo 6

Calculando a Variação de Entalpia da Síntese
Agora, somamos as variações de entalpia das três reações:
Deí

Resposta

A entalpia padrão da reação de síntese do propano é .

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