7.101 (a) Será que a produção de gás de água (um combustível industrial barato de baixo grau calorífico) é um processo exotérmico ou endotérmico? A reação é

C s + H 2 O g → C O g + H 2 g

(b) Calcule a variação de entalpia da produção de 200 L de hidrogênio, em 500 Torr e 65°C, que ocorre nessa reação.

Passo 1

(a) Precisamos achar o ∆ H °   da reação.

Vamos usar o valores do Apêndice 2A para calcular a entalpia padrão de reação a partir das entalpias de formação. (a entalpia de formação do C(s) e do hidrogênio são iguais a zero)

∆ H ° = 1   m o l × ∆ H f o C O , g - ( 1   m o l ) × ∆ H f o ( H 2 O , g )

∆ H ° = - 110,53   k J - - 241,82   k J

∆ H ° = + 131,29   k J

Como o valor é positivo, então a reação é endotérmica.

Passo 2

(b) Vamos achar quantos mol são 200 L de hidrogênio.

Usando a equação dos gases ideais P V = n R T .

Como o valor de R é tabelado, podemos pegar o que tenha a unidade de Torr, para evitar alguns calculos a mais.

R = 62,36 T o r r   L m o l   K

Passando 65°C para K:

T K = 273 + 65 = 338   K

Substituindo na fórmula

n = 500   T o r r × 200 L 62,36 T o r r   L m o l   K × 338   K

n = 4,74   m o l

O valor que achamos no item (a) é para produção de 1 mol de hidrogênio, para a produção de 4,74 mol

1   m o l - + 131,29   k J

4,74   m o l - x

x = 622,31   k J

Resposta

(a) Endotérmica.

(b) 622,31 kJ.

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