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:
  1. kcal
  2. kcal
  3. kcal
  4. 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:
kcal
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:
kcal
Portanto, para é -10.88 kcal/mol.

Passo 6

Agora, vamos calcular para . Considerando a Reação 1:
kcal
Queremos expressar isso em termos das entalpias de formação. Sabemos que:
çã
Vamos reorganizar a Reação 1 para obter a formação de :
Reação 1 reversa:
kcal
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:
kcal/mol
E na Reação 4:
kcal
Podemos rearranjar para achar :
Mas sabemos que kcal/mol (da Reação 3). Então:
kcal/mol

Passo 7

Agora, voltando à Reação 1 reversa:
kcal
Aplicando a fórmula:
çã
Substituindo os valores:
Simplificando:
Isolando :
kcal/mol

Resposta

O calor de formação padrão é:
  • kcal/mol
  • kcal/mol

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a)
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