Os valores das entalpias padrão de combustão a do e são, respectivamente, e . Calcular a entalpia padrão da seguinte reação de hidrogenação, a . Dados: ; C6 H12(g)=2,6+0,096 T. R.: De.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de termodinâmica química juntos! A gente precisa calcular a entalpia padrão da reação de hidrogenação da benzeno () a 125°C. Para isso, vamos usar os valores das entalpias padrão de combustão e as capacidades caloríficas fornecidas. Vamos precisar entender de entalpia de reação, alterações de entalpia com a temperatura e aplicar a Lei de Hess.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a entalpia padrão de combustão () nos mostra a quantidade de calor liberado quando uma substância queima completamente com oxigênio a 25°C. Mas a nossa reação de hidrogenação acontece a 125°C, então precisamos ajustar esses valores para essa nova temperatura.
Passo 3
Para ajustar as entalpias para 125°C, usamos a relação:
De
Onde:
é a entalpia na temperatura desejada (125°C).
é a entalpia na temperatura inicial (25°C).
é a capacidade calorífica a pressão constante.
Passo 4
Vamos converter as temperaturas para Kelvin:
Agora, vamos calcular a mudança de entalpia para cada substância usando as capacidades caloríficas fornecidas.
Passo 5
Para o benzeno ( Cp = 2,8 + 0,059T ):
De
A mudança de entalpia será:
De
Vamos integrar termo a termo:
De
Calculando os valores:
De
De
Passo 6
Fazendo o mesmo para Cp = 6,9 , cal/mol·K = 0,0069 , kcal/mol·K :
De
Cp = 2,6 + 0,096T
E para De:
De
Integrando:
De
Passo 7
Agora, ajustamos as entalpias padrão de combustão para 125°C:
De
Para De:
De
Para De:
Para :
Passo 8
Agora, aplicamos a Lei de Hess para a reação de hidrogenação: