Dos seguintes dados a
:
Calcule o calor de formação padrão do
e do
.
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos um problema de termodinâmica química onde precisamos calcular o calor de formação padrão (
) de duas substâncias:
e
. Para isso, vamos usar algumas reações químicas que já nos dão os valores de
. Vamos precisar aplicar a Lei de Hess, que nos permite somar várias reações para encontrar o
total de uma reação desejada.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é o calor de formação padrão.
é a mudança de entalpia quando 1 mol de uma substância é formado a partir de seus elementos em suas formas padrão. No nosso caso:
- Para
: - Para
:
Nosso objetivo é encontrar
para essas reações usando as informações fornecidas.
Passo 3
Vamos analisar as reações dadas:
-
kcal -
kcal -
kcal -
kcal
Vamos usar a Lei de Hess para combinar essas reações de forma a obter as reações de formação que queremos.
Passo 4
Primeiro, queremos obter a reação de formação de
:
Vamos reorganizar a Reação 2 para isolarmos
:
Reação 2 reversa:
Agora, precisamos eliminar
e
. Para isso, podemos usar as Reações 3 e 4.
Passo 5
Vamos somar a Reação 2 reversa com as Reações 3 e 4 de modo que
e
se cancelem:
Reação 2 reversa:
kcal
Reação 4:
kcal
Reação 3 reversa:
kcal
Somando essas três reações:
Simplificando, cancelam-se
e
:
A soma dos
é:
Portanto,
para
é -10.88 kcal/mol.
Passo 6
Agora, vamos calcular
para
. Considerando a Reação 1:
Queremos expressar isso em termos das entalpias de formação. Sabemos que:
Vamos reorganizar a Reação 1 para obter a formação de
:
Reação 1 reversa:
Agora, usaremos as
que já sabemos:
-
kcal (elemento na forma padrão) -
kcal (elemento na forma padrão) -
precisamos encontrar
Mas espera, já calculamos
, e podemos usar isso para achar
. Na Reação 2:
E na Reação 4:
Podemos rearranjar para achar
:
Mas sabemos que
kcal/mol (da Reação 3). Então:
Passo 7
Agora, voltando à Reação 1 reversa:
Aplicando a fórmula:
Substituindo os valores:
Simplificando:
Isolando
:
Resposta
O calor de formação padrão é:
-
kcal/mol -
kcal/mol
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