A reação é exotérmica ou endotérmica?
Calcule a entalpia de formação do diborano gasoso (
) usando as seguintes informações termodinâmicas:
Calcule a entalpia de formação do diborano gasoso (
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício pede para a gente descobrir se uma reação é exotérmica ou endotérmica e calcular a entalpia de formação do diborano gasoso (
). A matéria envolvida aqui é Termodinâmica, especificamente entalpia de formação e balanço de reações. Para resolver isso, vamos usar as informações termodinâmicas fornecidas nas três equações químicas.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é entalpia de formação. A entalpia de formação (
) é a mudança de entalpia quando 1 mol de uma substância é formado a partir de seus elementos nas condições padrão. No nosso caso, queremos a entalpia de formação do
.
Passo 3
Agora, vamos olhar as reações fornecidas:
-
\quad -
\quad -
\quad
Essas reações vão nos ajudar a montar a equação para encontrar a entalpia de formação do
.
Passo 4
Vamos usar a Lei de Hess, que diz que a entalpia total de uma reação é a soma das entalpias das etapas pelas quais a reação pode ser dividida. Precisamos rearranjar as reações fornecidas para isolar a formação do
.
Passo 5
Primeiro, vamos inverter a terceira reação para que o
apareça nos reagentes. Quando invertemos uma reação, mudamos o sinal da entalpia:
Passo 6
Agora, precisamos somar essa reação com as outras duas para eliminar os
,
e
e ficar só com a formação do
. Vamos somar as três equações:
-
\quad -
\quad -
\quad
Passo 7
Somando as equações:
-
Os
se cancelam:
de 1 + de 2 =
de 3 =
Total:que não aparece na formação, então está tudo certo. -
Os
também se cancelam:
de 1 e de 3:
que está sendo consumido e formado, balanceando a equação. -
Os
:
de 2 e de 3:
Total:que se cancelam conforme a equação.
Ficando apenas:
Passo 8
Agora, somamos as entalpias:
Passo 9
A equação resultante representa a entalpia de formação do
:
Resposta
A entalpia de formação do diborano gasoso (
) é
. A reação é exotérmica, pois a entalpia de formação é negativa, indicando que libera calor.