A reação é exotérmica ou endotérmica?
Calcule a entalpia de formação do diborano gasoso ( B2 H6) usando as seguintes informações termodinâmicas:
c 4 B(s)+3 O2(g) 2 B2 O3(s) De

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 ( B2H6). 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 ( De) 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 B2H6.

Passo 3

Agora, vamos olhar as reações fornecidas:
  1. 4 B(s) + 3 O2(g) 2 B2O3(s) \quad De
  2. 2 H2(g) + O2(g) 2 H2O(l) \quad De
  3. B2H6(g) + 3 O2(g) B2O3(s) + 3 H2O(l) \quad De
Essas reações vão nos ajudar a montar a equação para encontrar a entalpia de formação do B2H6.

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 B2H6.

Passo 5

Primeiro, vamos inverter a terceira reação para que o B2H6 apareça nos reagentes. Quando invertemos uma reação, mudamos o sinal da entalpia:
B2O3(s) + 3 H2O(l) B2H6(g) + 3 O2(g) \quad De

Passo 6

Agora, precisamos somar essa reação com as outras duas para eliminar os O2, B e H2O e ficar só com a formação do B2H6. Vamos somar as três equações:
  1. 4 B(s) + 3 O2(g) 2 B2O3(s) \quad De
  2. 2 H2(g) + O2(g) 2 H2O(l) \quad De
  3. B2O3(s) + 3 H2O(l) B2H6(g) + 3 O2(g) \quad De

Passo 7

Somando as equações:
  • Os O2 se cancelam:
    3 O2(g) de 1 + O2(g) de 2 = 4 O2(g)
    3 O2(g) de 3 = 3 O2(g)
    Total: 4 O2(g) - 3 O2(g) = 1 O2(g) que não aparece na formação, então está tudo certo.
  • Os B2O3 também se cancelam:
    2 B2O3(s) de 1 e 1 B2O3(s) de 3:
    2 - 1 = 1 B2O3(s) que está sendo consumido e formado, balanceando a equação.
  • Os H2O:
    2 H2O(l) de 2 e 3 H2O(l) de 3:
    Total: 2 + 3 = 5 H2O(l) que se cancelam conforme a equação.
Ficando apenas:
4 B(s) + 2 H2(g) B2H6(g)

Passo 8

Agora, somamos as entalpias:
De

Passo 9

A equação resultante representa a entalpia de formação do B2H6:
4 B(s) + 2 H2(g) B2H6(g) \quad De

Resposta

A entalpia de formação do diborano gasoso ( B2H6) é De. A reação é exotérmica, pois a entalpia de formação é negativa, indicando que libera calor.

Exercícios relacionados