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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. 99

7.99 A anilina, C 6 H 5 N H 2 l , é um derivado do benzeno em que um átomo de hidrogênio foi substituído por um grupo N H 2 . (a) Escreva a equação balanceada da combustão da anilia. (b) Qual é a massa de cada produto quando 0,1754   g de anilina é queimado em excesso de oxigênio? (c) Se o calorímetro de bomba no qual essa reação foi feita tinha um volume de 355   m L , qual foi a pressão mínima de oxigênio, em 23 ° C , usada para garantir a combustão completa? Considere desprezível o volume da anilina.

Passo 1

  1. Oi, galerinha! Tudo bom? Em uma reação de combustão há formaão de C O 2 g e H 2 O l . Mas nesse caso, temos um nitrogênio na formula, que vamos considerar que o nitrogênio vire N 2 (o que é bem forçado pro gabarito, pois é bem provável que virem os vilões N O x ).

Deste modo, a equação balanceada fica assim:

C 6 H 5 N H 2 l + 31 2   O 2 g → 6     C O 2 g + 7 2   H 2 O l + 1 2   N 2

Passo 2

(b) Agora temos uma questão de estequiometria! Vamos começar calcular quantos mol de anilina são 0,1754   g .

Calculando a massa molar da anilina:

M M = 6 × 12 + 5 × 1 + 1 × 14 + 2 × 1

M M = 72 + 5 + 14 + 2

M M = 93   g / m o l

Calculando o número de mol

n = m M M  

n = 0,1754   g 93 g m o l

n = 0,00189   m o l

Para cada 1   m o l   d e   a n i l i n a são produzidos 6   m o l   d e   g á s   c a r b ô n i c o , 7 / 2   m o l   d e   á g u a e ½   m o l   d e   n i t r o g ê n i o .

Então fazendo uma regra de 3 temos que: para 0,00189   m o l   d e   a n i l i n a são produzidos 0,01134   m o l   d e   g á s   c a r b ô n i c o , 0,00662   m o l   d e   á g u a e 0,000945   m o l   d e   n i t r o g ê n i o .

Usando as massas molares dos produtos:

M M C O 2 = 44   g / m o l

M M H 2 O = 18   g / m o l

M M N 2 = 28   g / m o l

Calculando as massas

m C O 2 = 0,01134   m o l × 44 g m o l =   0,49896   g

m H 2 O = 0,00662   m o l × 18 g m o l = 0,11916   g

m N 2 = 0,000945   m o l × 28 g m o l = 0,02646   g

Passo 3

(c) Para a combustão ser completa, toda a anilina deve ser consumida.

Então para 1   m o l   d e   a n i l i n a precisamos de 31 / 2   m o l   d e   o x i g ê n i o .

Para 0,00189   m o l   d e   a n i l i n a precisamos de 0,02930   m o l   d e   o x i g ê n i o .

Com todos os dados podemos usar a equação dos gases ideias ( P V = n R T )   para calcular a pressão de oxigênio. (Usando R = 0,082 a t m   L m o l   K )

Ajustando as unidades

V = 355   m L = 0,355   L

T = 23 ° C = 296,15   K

Substituindo

P = n R T V

P = 0,02930   m o l × 0,082 a t m   L m o l   K × 296,15   K 0,355   L

P = 2,004   a t m

Resposta

(a) C 6 H 5 N H 2 l + 31 2   O 2 g → 6     C O 2 g + 7 2   H 2 O l + 1 2   N 2

(b) m C O 2 = 0,49896   g

m H 2 O = 0,11916   g

m N 2 = 0,02646   g

(c)   P = 2,004   a t m

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7.84 A entalpia de ligação em NO é 632 kJ/mol e a de cada ligação N-O em N O 2 é 469 kJ/mol. Use as estruturas de Lewis e as entalpias de ligação médias dadas na Tabela 7.8 para explicar (a) a diferen
7.79 Complete a seguinte tabela (todos os valores são dados em quilojoules por mol).
7.81 Use as entalpias de ligação das Tabelas 7.7 e 7.8 para estimar a entalpia de reação de(a) 3C 2 H 2 g → C 6 H 6 g (b) C H 4 g + 4C l 2 → C C l 4 g + 4H C l g (c) C H 4 g + C C l 4 g → C H C l 3 g
7.83 Use as entalpias de ligação das Tabelas 7.7 e 7.8 para estimar a entalpia de reação de(a) N 2 g + 3F 2 g → 2N F 3 g (b) C H 3 C H = C H 2 g + H 2 O g → C H 3 C H O H C H 3 g (c) C H 4 g + C l 2 g
7.82 Use as entalpias de ligação das Tabelas 7.7 e 7.8 para estimar a entalpia de reação de(a) H C l g + F 2 g → H F g + C l F g , dado que ∆ H L C l - F =- 256k J / m o l (b) C 2 H 4 g + H C l g → C