27- (UFMG) Um exemplo de uma reação para conversão do metano, principal constituinte do gás natural, em outros hidrocarbonetos, é a transformação desse composto em etano, que pode, em princípio, ser representada pela equação:
Reação I:
Na prática, essa é uma transformação catalítica, em que o metano reage com o oxigênio, o que pode ser representado pela equação:
Considere o seguinte quadro de entalpias padrão de formação (
), a
, das substâncias indicadas.
Substancia
-242
a) CALCULE a variação de entalpia padrão a
das reações l e ll anteriores. Deixe indicadas todas as etapas dos cálculos, incluindo as unidades.
b) Suponha que os recipientes em que ocorrem as reações l e ll sejam envolvidos por serpentinas em que circule água, inicialmente a
. INDIQUE o que ocorre com a temperatura da água em cada uma das reações I e II. JUSTIFIQUE sua resposta.
Substancia |
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-242 |
b) Suponha que os recipientes em que ocorrem as reações l e ll sejam envolvidos por serpentinas em que circule água, inicialmente a
Passo 1
O enunciado pede a variação de entalpia padrão a
das reações I e II, usando entalpias de formação, e depois que se diga o que ocorre com a temperatura da água envolvente em cada caso. O conteúdo é termoquímica, em particular o cálculo de
por entalpias de formação.
Passo 2
A entalpia de reação padrão é dada por
onde
são os coeficientes estequiométricos.
Passo 3
Para a Reação I:
Aplicando a fórmula:
Passo 4
Para a Reação II:
Aplicando a fórmula:
Passo 5
Como a Reação I tem
, ela é endotérmica e absorve calor, resfriando a água. A Reação II tem
, é exotérmica e libera calor, aquecendo a água.
Resposta
a)
b) Na Reação I a água esfria (absorção de calor); na Reação II a água aquece (liberação de calor).
b) Na Reação I a água esfria (absorção de calor); na Reação II a água aquece (liberação de calor).