Para as seguintes reações a
O calor de combustão da grafita é -
e o do
é -
. Calcule o calor de formação do
(s) a
.
O calor de combustão da grafita é -
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! O enunciado pede para calcular o calor de formação do CaC₂ (carbeto de cálcio) a 25°C. Estamos trabalhando com termogênese, que é a parte da química que estuda as trocas de energia nas reações químicas. Para isso, vamos precisar das entalpias de reação fornecidas e das entalpias de combustão da grafita e do C₂H₂.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é entalpia de formação. É a quantidade de energia envolvida na formação de 1 mol de um composto a partir de seus elementos nas condições padrão. A fórmula geral para a entalpia de formação é:
Passo 3
O próximo passo é identificar as reações que envolvem o CaC₂ e que nos ajudarão a encontrar sua entalpia de formação. Temos as seguintes reações:
- Reação de formação do Ca(OH)₂:
- Reação de formação do CaO:
- Reação de formação do CaC₂:
Além disso, temos as entalpias de combustão:
- Grafita ©:
- C₂H₂:
Passo 4
Vamos montar uma equação de Hess para encontrar a entalpia de formação do CaC₂. A Equação de Hess nos permite somar várias reações para obter a reação desejada, desde que as entalpias sejam somadas corretamente.
Primeiro, escrevemos a reação de formação do CaC₂:
Queremos encontrar
do CaC₂.
Passo 5
Para usar a Equação de Hess, precisamos expressar todas as reações em termos das reações conhecidas e da reação alvo. Observamos que a reação 3 envolve CaC₂, então vamos rearranjar as reações para isolar CaC���.
Rearranjando a reação de formação do CaC₂:
Agora, expressamos a entalpia total dessa reação usando as entalpias dadas:
Passo 6
Sabemos que a entalpia de formação da água (
) é:
Agora, substituímos os valores conhecidos na equação:
Passo 7
Calculando os valores:
Passo 8
Mas também sabemos que a entalpia da reação 3 está relacionada à formação do CaC₂ e das outras substâncias. Para encontrar
, precisamos ajustar a equação de Hess:
Considerando que a entalpia de formação dos elementos em seu estado padrão é zero:
Então:
Resposta
O calor de formação do CaC₂ a 25°C é -1362,02 kJ/mol.
Exercícios relacionados
A água que entra a
é aquecida a
no tubo de
DI a uma taxa de massa de
. A parte externa do tubo é coberta com um isolante e um elemento de aquecimento elétrico produz um calor uniforme fluxo de
sobre a superficie. Negligenciar qualquer efeito de entrada, determine; A temperatura da superfície do tubo interno na tomada;
A água que entra a
é aquecida a
no tubo de
DI a uma taxa de massa de
. A parte externa do tubo é coberta com um isolante e um elemento de aquecimento elétrico produz um calor uniforme fluxo de
sobre a superficie. Negligenciar qualquer efeito de entrada, determine; Número de Reynolds;
Os calores padrões de combustão do etileno
, do etano
e do butano
valem, respectivamente, -1322 ,
. O calor padrão de hidrogenação de etileno a etano é igual a
. Determinar o calor da seguinte reação, a
e 1 bar:
A água que entra a
é aquecida a
no tubo de
DI a uma taxa de massa de
. A parte externa do tubo é coberta com um isolante e um elemento de aquecimento elétrico produz um calor uniforme fluxo de
sobre a superficie. Negligenciar qualquer efeito de entrada, determine; A potência de bombeamento necessária, se a bomba for
eficiente.