O hidrogênio é um combustível bastante atraente, uma vez que sua queima libera energia e que o único produto formado é a água. Calcule o calor liberado na combustão de 1 mol de H2(g), produzindo H2 O(I). Entalpia de formação da H2 O(I) De, Entalpia de formação da H2 O(g) De =-241,82 kJ mol^-1
a) O processo seria mais ou menos eficiente, se água gasosa fosse produzida? Qual é a diferença em kJ mol ^-1 ?

Passo 1

Vamos resumir o que o exercício está pedindo. Temos a combustão de 1 mol de hidrogênio gasoso ( H2(g)) que produz água. A questão quer saber se o processo seria mais ou menos eficiente se a água produzida fosse gasosa ao invés de líquida, e qual seria a diferença de energia em kJ,mol^-1. Para resolver isso, vamos usar as entalpias de formação da água nas duas fases: líquida e gasosa.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é entalpia de formação. A entalpia de formação padrão ( De) é a energia envolvida na formação de 1 mol de um composto a partir de seus elementos nas condições padrão. No caso, temos duas entalpias de formação para a água:
  • Água líquida: De
  • Água gasosa: De
A combustão do hidrogênio forma água, e a diferença nas entalpias de formação indica a quantidade de energia liberada nesse processo para cada fase da água.

Passo 3

Para determinar a eficiência do processo, precisamos comparar o calor liberado na formação de água líquida versus água gasosa.
A equação geral da combustão do hidrogênio é:
2,H2(g) + O2(g) 2,H2O(fase)
Como estamos calculando para 1 mol de H2, a entalpia liberada será metade da entalpia de formação da água correspondente.
Para água líquida:
De
Para água gasosa:
De

Passo 4

Agora, vamos comparar as duas energias liberadas:
Deí
Deç

Resposta

Produzir água líquida torna o processo mais eficiente em 21,99, kJ,mol^-1 em comparação com a produção de água gasosa.

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