Uma reaçâo que está sendo estudada para gerar oxigênio a partir de dióxido de carbono tem as duas etapas representadas a seguir (equaçōes nāo balanceadas):
Qual a variação de entalpia associada com a produçảo de
de oxigênio à
e 300 K ?
Composto
Composto |
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Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada no que o exercício tá pedindo. A gente tem uma reação dividida em duas etapas que transforma dióxido de carbono (
) e hidrogênio (
) em carbono sólido (
), água (
), hidrogênio de novo e oxigênio (
). A pergunta quer saber qual é a variação de entalpia quando a gente produz 45 litros de oxigênio nas condições de 0,800 atm e 300 K. Para resolver isso, vamos precisar usar a Lei dos Gases Ideais para encontrar a quantidade de mols de oxigênio produzida e, depois, aplicar os dados de entalpia fornecidos para calcular a variação total.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular quantos mols de oxigênio (
) estamos produzindo. Para isso, usamos a Lei dos Gases Ideais, que é:
Onde:
-
é a pressão (0,800 atm) -
é o volume (45,00 L) -
é o número de mols -
é a constante dos gases (0,0821 L·atm/mol·K) -
é a temperatura (300 K)
Passo 3
Vamos rearranjar a fórmula para encontrar
:
Substituindo os valores:
Passo 4
Calculando isso:
Então, estamos produzindo aproximadamente 1,46 mols de oxigênio.
Passo 5
Agora, vamos calcular a variação de entalpia (
) para as duas etapas da reação.
Primeira etapa:
A variação de entalpia para essa reação (
) é calculada usando os entalpias de formação (
) dos produtos e reagentes:
Sabendo que:
-
(elemento na forma padrão) -
-
-
(elemento na forma padrão)
Então,
Segunda etapa:
A variação de entalpia para essa reação (
) é:
Como
,
Passo 6
A variação total de entalpia (
) é a soma das variações das duas etapas:
Isso significa que para cada mol de
produzido, a variação de entalpia é de 393,5 kJ.
Resposta
A variação de entalpia associada com a produção de 45,00 litros de oxigênio nas condições dadas é de aproximadamente 393,5 kJ.