A partir das entalpias de reação:
ll H2(g)+F2(g) 2 HF(g) & De
Calcule o De para a reação do etileno com F2 :
C2 H4(g)+6 F2(g) 2 CF4(g)+4 HF(g)

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de termodinâmica que envolve entalpias de reação. O enunciado nos dá três reações com seus respectivos valores de ΔH e pede para calcular o ΔH da reação entre etileno (C₂H₄) e flúor (F₂). Para resolver isso, vamos usar a Lei de Hess, que nos permite encontrar o ΔH de uma reação combinando as entalpias de outras reações.

Passo 2

Primeiro, vamos listar as reações fornecidas e o ΔH correspondente:
  1. Reação 1:
    H2(g) + F2(g) 2 HF(g) De
  2. Reação 2:
    C(s) + 2 F2(g) CF4(g) De
  3. Reação 3:
    2 C(s) + 2 H2(g) C2 H4(g) De
Queremos encontrar o ΔH para a seguinte reação:
C2 H4(g) + 6 F2(g) 2 CF4(g) + 4 HF(g)

Passo 3

Agora, vamos manipular as reações fornecidas de forma que, ao somarmos elas, obtenhamos a reação desejada. Isso envolve às vezes inverter reações ou multiplicá-las por coeficientes para que os reagentes e produtos se alinhem corretamente.
Vamos identificar quais reações precisamos usar e como combiná-las:
  • Reação 1 produz HF, que está na reação desejada.
  • Reação 2 produz CF₄, também presente na reação desejada.
  • Reação 3 envolve C₂H₄, que é um reagente na reação que queremos.

Passo 4

Vamos começar rearranjando a Reação 3, pois precisamos que C₂H₄ esteja como reagente na reação final. Para isso, vamos manter a Reação 3 como está:
2 C(s) + 2 H2(g) C2 H4(g) De
No entanto, nossa reação desejada tem 1 molécula de C₂H₄, então vamos dividir a Reação 3 por 2:
C(s) + H2(g) 12 C2 H4(g) De
Mas para facilitar, vamos manter os coeficientes inteiros e ajustar posteriormente.

Passo 5

Agora, vamos considerar as reações 1 e 2 que já produzem os produtos que precisamos.
  • Reação 1: Produz 2 HF
  • Reação 2: Produz 1 CF₄
Na reação final, temos 4 HF e 2 CF₄, então precisamos multiplicar a Reação 1 por 2 e a Reação 2 por 2:
  • Reação 1 multiplicada por 2:
    2 H2(g) + 2 F2(g) 4 HF(g) De
  • Reação 2 multiplicada por 2:
    2 C(s) + 4 F2(g) 2 CF4(g) De

Passo 6

Agora, somamos todas as reações ajustadas para obter a reação final desejada:
  1. Reação 3:
    2 C(s) + 2 H2(g) C2 H4(g) De
  2. Reação 1 multiplicada por 2:
    2 H2(g) + 2 F2(g) 4 HF(g) De
  3. Reação 2 multiplicada por 2:
    2 C(s) + 4 F2(g) 2 CF4(g) De
Somando as reações:
2 C(s) + 2 H2(g) + 2 H2(g) + 2 F2(g) + 2 C(s) + 4 F2(g) C2 H4(g) + 4 HF(g) + 2 CF4(g)
Simplificando os reagentes e produtos:
4 C(s) + 4 H2(g) + 6 F2(g) C2 H4(g) + 4 HF(g) + 2 CF4(g)
No entanto, nossa reação desejada é:
C2 H4(g) + 6 F2(g) 2 CF4(g) + 4 HF(g)
Para ajustar isso, precisamos inverter a Reação 3. Ao inverter uma reação, o sinal de ΔH também muda:
C2 H4(g) 2 C(s) + 2 H2(g) De
Agora, somando todas as reações ajustadas:
  1. Reação 3 invertida:
    C2 H4(g) 2 C(s) + 2 H2(g) De
  2. Reação 1 multiplicada por 2:
    2 H2(g) + 2 F2(g) 4 HF(g) De
  3. Reação 2 multiplicada por 2:
    2 C(s) + 4 F2(g) 2 CF4(g) De
Somando todas as ΔH:
De

Resposta

O ΔH para a reação do etileno com F₂ é de -2486,3 KJ.

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