A hidrazina, , decompõe-se de acordo com a seguinte equação (não balanceada):
Tanto a hidrazina quanto a amônia queimam em oxigênio. produzindo () e . Escreva as equações balanceadas para cada um desses processos e calcule a entalpia para cada um.

Passo 1

Neste exercício, vamos lidar com a hidrazina ( ) e suas reações. Precisamos balancear as equações químicas para a decomposição da hidrazina e para a queima da hidrazina e da amônia em oxigênio. Além disso, vamos calcular a entalpia dessas reações. Para isso, vamos usar conceitos de balanceamento de equações químicas e termodinâmica básica.

Passo 2

Primeiro, vamos balancear a equação de decomposição da hidrazina que foi fornecida:
Vamos conferir se os elementos estão balanceados.

Passo 3

Contando os átomos de cada elemento nos reagentes e produtos:
Reagentes:
  • Nitrogênio (N): átomos
  • Hidrogênio (H): átomos
Produtos:
  • : 4 moléculas N: , H:
  • : 1 molécula N:
Total nos produtos:
  • Nitrogênio: átomos
  • Hidrogênio: átomos
Como cada elemento tem o mesmo número de átomos nos reagentes e produtos, a equação já está balanceada.

Passo 4

Agora, vamos balancear as equações de combustão da hidrazina e da amônia em oxigênio. A combustão geralmente envolve a reação com oxigênio ( ) para formar água ( ) e outros produtos.
Vamos começar com a combustão da hidrazina:

Passo 5

Balanceando a combustão da hidrazina:
Reagentes:
  • Nitrogênio: 2
  • Hidrogênio: 4
  • Oxigênio: 2
Produtos:
  • : Vamos supor 2 moléculas para balancear os hidrogênios:
    • Hidrogênio:
    • Oxigênio:
  • : 2 nitrogênios
A equação balanceada fica:

Passo 6

Agora, vamos balancear a combustão da amônia ( ):

Passo 7

Balanceando a combustão da amônia:
Reagentes:
  • Nitrogênio: 1
  • Hidrogênio: 3
  • Oxigênio: 2
Produtos:
  • : Para balancear os hidrogênios, usamos 2 moléculas:
    • Hidrogênio: (precisamos ajustar)
  • : 2 nitrogênios
Para equilibrar melhor, multiplicamos a amônia por 4:
Agora, os átomos estão balanceados:
  • Nitrogênio: no reagente e no produto
  • Hidrogênio: no reagente e no produto
  • Oxigênio: no reagente e no produto

Passo 8

Finalmente, vamos calcular a entalpia das reações balanceadas. A entalpia de uma reação ( çã) é dada pela soma das entalpias de formação dos produtos menos a soma das entalpias de formação dos reagentes:
çã
Para realizar esse cálculo, precisamos das entalpias de formação padrão ( ) de cada composto envolvido, que geralmente são encontradas em tabelas de termodinâmica.

Resposta

As equações balanceadas são:
  1. Decomposição da hidrazina:
  1. Combustão da hidrazina:
  1. Combustão da amônia:
Para calcular a entalpia de cada reação, utilize as entalpias de formação padrão dos compostos envolvidos nas reações e aplique a fórmula:
çã

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