Queimando-se completamente
de álcool etílico líquido
, a
, em uma bomba calorimétrica, o calor liberado é igual a
. Calcule: a) a variação de entalpia molar da combustão do álcool etílico, a
e b) calcule
form. do álcool etílico, sabendo que, nesta temperatura, os valores de
form. do
e
form. da
são
, respectivamente. Dado para o etanol:
. R.: a)
; b)
.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente vai trabalhar com termodinâmica, especificamente com a entalpia de combustão do álcool etílico (etanol). Precisamos calcular duas coisas:
a) A variação de entalpia molar da combustão do etanol a 25°C.
b) A entalpia padrão de formação (ΔH°form.) do etanol nessa mesma temperatura.
Para isso, vamos precisar usar conceitos de:
- Cálculo de moles a partir da massa.
- Relações de entalpia em reações químicas.
- Fórmulas químicas e suas aplicações.
Vamos lá!
Passo 2
Primeiro, vamos entender a combustão completa do etanol. A equação balanceada é:
Isso significa que 1 mol de etanol reage com 3 mols de oxigênio para produzir 2 mols de dióxido de carbono e 3 mols de água.
Passo 3
Agora, precisamos descobrir quantos mols de etanol estão sendo queimados. Sabemos que a massa de etanol é 3,054 g e a massa molar (M) do etanol é 46,07 g/mol.
Usamos a fórmula:
Passo 4
Sabemos que a queima desses 0,0663 mol de etanol libera 90,447 kJ de calor. Queremos achar a variação de entalpia por mol (ΔH°combustão).
Para isso, usamos a relação:
Como a reação libera calor, a variação de entalpia é negativa:
Passo 5
Agora, vamos para a parte b), onde precisamos calcular a entalpia padrão de formação do etanol (ΔH°form.).
Sabemos que:
Rearranjando para encontrar ΔH°form do etanol:
Sabemos que:
- ΔH°form. de CO₂(g) = -393,51 kJ/mol
- ΔH°form. de H₂O(l) = -285,83 kJ/mol
Aplicando na equação balanceada:
Simplificando:
Isolando ΔH°form do etanol:
Aproximando, temos:
Resposta
a)
;
b)
.