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Enunciado

Química - Atkins - Fisico-Quimica - Vol. 1- Ed: 8º - Capítulo 2.Exercícios - Ex. 22a

Dadas as reações (1) e (2) a seguir, determine (a) ∆ r H θ e ∆ r U θ para reação (3), e (b) ) ∆ r H θ         do HCl (g) e da H 2 O ( g ) , ambos a 298 K.

1 H 2 g + C l 2 g → 2 H C l g           ∆ r H θ = - 184,62   K J   m o l - 1

2 2 H 2 g + O 2 g → 2 H 2 O g         ∆ r H θ = - 483,64 K J   m o l - 1

3 4 H C l g + O 2 g → C l 2 g + 2 H 2 O g

Passo 1

Usamos a lei de Hess para encontrar ∆ r H θ :

∆ r H θ   r e a ç ã o   3 = - 2 × ∆ r H θ r e a ç ã o   1 + ∆ r H θ ( r e a ç ã o   2 )

∆ r H θ   r e a ç ã o   3 = - 2 × ( - 184,62 ) + ( - 483,64 ) K J m o l - 1

∆ r H θ   r e a ç ã o   3 = - 114,40   K J m o l - 1  

Passo 2

Para encontrar ∆ r U θ somente substituiremos os dados na equação:

  ∆ r U θ = ∆ r H θ - ∆ n g R T

∆ r U θ = - 114,40   K J m o l - 1 - ( - 1 × ( 8,314   × 10 - 3 J K - 1 m o l - 1 ) × ( 298   K ) )

∆ r U θ = - 111,92   K J   m o l - 1

Passo 3

Agora partimos para segunda parte da questão. Para calcular a entalpia padrão de formação dos dois compostos precisamos antes observar nas reações quais são seus coeficientes para formação de 1 mol do composto. Para os dois, esse coeficiente é ½. Com isso, basta multiplicar esse coeficiente pela entalpia padrão de formação das suas respectivas reações:

          ∆ r H θ ( H C l ) = 1 / 2 ( - 184,62   K J   m o l - 1 )

          ∆ r H θ H C l = - 92,31   K J   m o l - 1

    ∆ r H θ ( H 2 O ,   g ) = 1 / 2 ( - 483,64 K J   m o l - 1 )

    ∆ r H θ ( H 2 O ,   g ) = - 241,82   K J   m o l - 1

Resposta

a             ∆ r H θ = - 114,40   K J   m o l - 1 ,   ∆ r U = - 111,92   K J   m o l - 1  

b           ∆ r H θ ( H C l , g ) = - 92,31   K J   m o l - 1 ,       ∆ r H θ ( H 2 O ,   g ) = - 241,82   K J   m o l - 1  

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