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Enunciado

Química - Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente - 5ª Edição - Peter Atkins, Loretta Jones e Leroy Laverman- Ed: 5º - Capítulo 7.1 - Ex. 55

7.55 A entalpia de formação do trinitro-tolueno (TNT) é - 67   k J / m o l e a densidade, 1,65   g / c m ³ . Em princípio, ele poderia ser usado como combustível de foguetes, com os gases formados na decomposição saindo para dar o impulso necessário. Na prática, é claro, ele seria extremamente perigoso como combustível, porque é sensível ao choque. Explore seu potencial como combustível de foguete, calculando a densidade de entalpia (a entalpia liberada por litro) na reação

4   C 7 H 5 N 3 O 6 s + 21   O 2 g → 28   C O 2 g + 10   H 2 O g + 6   N 2 g

Passo 1

Oi, galerinha! Tudo bom? Primeiro vamos calcular a entalpia da reação de combustão do TNT.

Para isso podemos usar a entalpia de formação de cada um (as que não são dadas, podem ser vistas no Apêndice 2A).

∆ H ° = 28 × ∆ H f o C O 2 , g + 10 × ∆ H f o H 2 O , g - 4 × ∆ H f o C 7 H 5 N 3 O 6 , s

∆ H ° = 28 × - 393,51 + 10 × - 241,92 - 4 × - 67

∆ H ° = - 11018,28 - 2419,2 + 268

∆ H ° = - 13169,48   k J

Agora vamos fazer o que problema pediu e calcular a densidade de entalpia!

Agora vamos com calma!

Passo 2

Nós achamos a quantidade de energia liberada na combustão de 4 mol de TNT, então para 1 mol de TNT, seria necessário somente ¼ dessa energia.

∆ H ' = - 13169,48   k J 4 = - 3292,37   k J / m o l

Queremos calcular a densidade de entalpia, que ele diz que é a entalpia liberada por litro, então teria unidade de “ k J / L "

Vamos forçar um pouco a barra, mas nada absurdo.

Se pegarmos o - 3292,37   k J / m o l e dividirmos pela massa molar do TNT(que é 227   g / m o l ), ficamos com

- 3292,37 k J m o l 227 g m o l = - 14,5 k J g

Agora se multiplicarmos pela densidade

- 14,5 k J g × 1,65 g c m 3 = - 23,93 k J c m 3

Passando pra Litro

- 23,93 k J c m 3 × 1000 c m 3 L = - 23930 k J L

Esse sinal negativo é para indicar que a energia foi liberada, então pode dizer que a energia libedada foi de

23930 k J L

Resposta

23930 k J L

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