O metanol,
, um combustível líquido muito tóxico obtido pela destilação da madeira, já foi utilizado como substituto da gasolina. Em laboratório, ele pode ser obtido pela oxidação do metano de acordo com a seguinte reação não balanceada:
Considerando as equações termoquímicas representadas abaixo, calcule a variação da entalpia para a reação acima.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão pede para calcular a variação da entalpia (
) da reação de produção de metanol (
) a partir de metano (
) e oxigênio (
). Para isso, vamos usar as equações termoquímicas fornecidas. Vamos precisar entender como manipular essas equações para chegar na reação desejada e somar as variações de entalpia correspondentes.
Passo 2
Primeiro, vamos escrever a reação que queremos encontrar a variação da entalpia:
Agora, observamos as equações termoquímicas fornecidas para ver como podemos combiná-las para chegar à reação acima.
Passo 3
Vamos listar as equações fornecidas:
Nosso objetivo é combinar essas equações para chegar na reação alvo. Vamos analisar passo a passo.
Passo 4
Primeiro, observe que a equação 1 envolve
e
formando
e
. A equação 2 utiliza
e
para formar
. Já a equação 3 mostra a decomposição da água em
e
.
Para combinar essas equações e eliminar os intermediários, precisamos ajustar as equações de modo que as substâncias que aparecem em ambos os lados cancelem.
Passo 5
Vamos usar a equação 3 para obter
necessário na equação 2.
A equação 3 é:
Essa equação nos fornece 2 mols de
, que é exatamente o que precisamos para a equação 2. Portanto, usaremos essas duas equações juntas.
Passo 6
Agora, somamos a equação 1, a equação 2 e a equação 3 ajustada para obter a reação desejada.
Primeiro, escrevemos as equações:
Agora, somamos as 3 equações:
Passo 7
Observamos que a reação resultante é:
Mas queremos a reação alvo:
Para isso, precisamos ajustar a reação resultante. Notamos que há 3 mols de
se transformando em outros produtos. Podemos rearranjar para isolar
.
No entanto, neste caso específico, a reação final já está balanceada, e os termos indesejados se cancelam. Portanto, a variação da entalpia total será a soma das entalpias das três equações.
Passo 8
Calculando a variação da entalpia total:
Resposta
A variação da entalpia para a reação
é
.