Para a reação:
C( grafita )+H2 O(g) CO(g)+H2(g) De
Os valores de Cp, m(J K^-1 mol^-1) são: grafita, 8,53; H2 O(g), 33,58; CO(g), 29,12 ; H2(g), 28,82 . Calcule o valor de De a 125^circ C.

Passo 1

Resumo da Questão e Conteúdo Necessário
Vamos resolver um exercício de termoquímica que envolve calcular a variação de entalpia padrão ($ \Delta H^{\circ} $) de uma reação a uma temperatura diferente da fornecida. O enunciado nos dá a reação:
De
Também nos são fornecidos os valores das capacidades caloríficas $ \mathrm{C}_p $ molar (em $ \mathrm{J,K}{-1},\mathrm{mol}{-1} $) para cada substância envolvida. Vamos precisar usar conceitos de variação de entalpia com a temperatura, especificamente a relação entre $ \Delta H $ e $ \Delta C_p $.

Passo 2

Converter a Temperatura de Celsius para Kelvin
Primeiro, precisamos converter a temperatura dada de $ 125^{\circ}\mathrm{C} $ para Kelvin, já que as equações termodinâmicas geralmente usam a escala Kelvin.
125^circC

Passo 3

Calcular a Variação de Calor à Pressão Constante ($ \Delta C_p $)
A variação de entalpia com a temperatura pode ser calculada usando a variação das capacidades caloríficas dos produtos e reagentes. Primeiro, somamos as capacidades caloríficas dos produtos e dos reagentes:
De
Cp,produtos = Cp(CO) + Cp(H2) = 29,12 + 28,82 = 57,94,J,K^-1,mol^-1
Então, a variação de $ \mathrm{C}_p $ da reação é:
Cp,rea>=ntes = Cp(C) + Cp(H2O) = 8,53 + 33,58 = 42,11,J,K^-1,mol^-1

Passo 4

Calcular a Variação de Temperatura ($ \Delta T $)
A variação de temperatura é a diferença entre a temperatura final e a inicial.
De

Passo 5

Calcular a Variação de Entalpia a $ 125^{\circ}\mathrm{C} $
Usamos a seguinte relação para calcular $ \Delta H^{\circ} $ na nova temperatura:
125^circC
Primeiro, devemos garantir que as unidades estejam consistentes. Convertendo $ \Delta \mathrm{C}_p $ para $ \mathrm{kJ,K}{-1},\mathrm{mol}{-1} $:
De
Agora, calculamos a variação de entalpia:
De

Resposta

O valor de $ \Delta H^{\circ} $ a $ 125^{\circ}\mathrm{C} $ é aproximadamente 132,86 kJ mol De.

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