Nitrogênio, oxigênio e cloro reagiram para formar
de
e o
medido foi de
por mol a
. Se os gases são ideais, calcule o
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que o exercício está pedindo. Temos uma reação onde nitrogênio, oxigênio e cloro reagem para formar 1,0 mol de NOCl (gás). Sabemos que a variação de entalpia (
) dessa reação é de 12,57 kcal/mol a 25°C. O exercício quer que calculemos a variação de energia interna (
) dessa reação, assumindo que os gases se comportam de maneira ideal.
Para resolver isso, vamos precisar entender a relação entre
e
, e como a teoria dos gases ideais se aplica. Vamos usar a equação:
Passo 2
A equação
nos mostra que a variação de entalpia (
) é igual à variação de energia interna (
) mais a variação do produto pressão-volume (
).
Como estamos lidando com gases ideais, podemos substituir
por
, onde:
-
é a quantidade de mols, -
é a constante dos gases ideais, -
é a temperatura em Kelvin.
Então, a equação fica:
Passo 3
Vamos identificar a quantidade de mols nos reagentes e nos produtos. A reação balanceada para formar 2 mols de NOCl seria:
Mas como o exercício fala em formar 1,0 mol de NOCl, ajustamos a reação para:
Agora, calculamos a variação de mols (
):
Passo 4
Agora, calculamos
:
Sabemos que
kcal/mol·K e
K (porque 25°C = 298 K).
Passo 5
Agora, usamos a equação
para encontrar
:
Resposta
A variação de energia interna (
) da reação é de aproximadamente
por mol.