7.43 A
, temos as seguintes entalpias de formação:
Composto
Para as reações a
:
Calcule o calor de formação do
e do
.
| Composto |
|
|
|
|
|
|
Passo 1
O enunciado pede para calcular o calor (entalpia) de formação padrão do
e do
. Os dados fornecidos são:
- Entalpias de formação padrão a
(peguei estes números do enunciado): -
. -
.
-
- Duas reações fornecidas (escritas tal qual no enunciado):
-
. - Ao lado desta reação aparece
(tomarei este valor como o da reação 1, pois é o que está indicado).
- Ao lado desta reação aparece
-
.
-
- O que falta no enunciado (informação que é necessária para obter valores numéricos únicos): não foi fornecido explicitamente o valor numérico de
para a reação 2. Sem esse valor numérico não é possível obter números únicos para e . Vou, portanto, mostrar como relacionar as grandezas e dar as expressões finais em função de da reação 2.
Passo 2
Conceitos e fórmula que vamos usar (aula rápida e prática).
- Definição: a entalpia de formação padrão
de um composto é a variação de entalpia quando 1 mol do composto é formado a partir dos seus elementos no estado padrão. Por convenção, para um elemento em sua forma mais estável (por exemplo , , ) é igual a zero. - Lei de Hess (ferramenta principal): a entalpia de uma reação pode ser obtida somando as entalpias de reações (ou, mais diretamente, usando entalpias de formação):
Nesta fórmula, cada termo aparece multiplicado pelo respectivo coeficiente estequiométrico. - Aplicação prática: para uma reação escrita a partir de compostos cujas
conhecemos, calculamos pela soma indicada; inversamente, se conhecemos e algumas , podemos isolar as desconhecidas.
Passo 3
Aplicando a fórmula de Hess à reação 1 para obter uma relação entre as entalpias de formação desconhecidas.
- Denoto:
- Reação 1:
.
Aplicando a fórmula: - Como
e (elementos), isso simplifica para - O enunciado fornece
. Portanto obtemos a relação linear Isolando :
Passo 4
Aplicando a fórmula de Hess à reação 2 para relacionar
com os valores conhecidos.
- Reação 2:
. - Pela fórmula de Hess:
- Como
, isso fica - Substituindo os valores que pegamos do enunciado para
e : - Assim
Reorganizando para isolar : - Observação importante: para obter um valor numérico de
é necessário o valor numérico de . Esse valor não foi fornecido no enunciado que foi enviado aqui; portanto não se pode dar um número único para sem ele.
Passo 5
Combinar as duas relações para obter
em função de
.
- Substituindo
em : - Fazendo as contas passo a passo:
então - Conclusão: tanto
quanto ficam expressos em função de . Assim, com os dados fornecidos (faltando ), a solução numérica não é única; é preciso conhecer da reação 2 para obter números concretos.
Resposta
(onde
é a entalpia padrão da reação
; sem o valor numérico de
não é possível fornecer valores numéricos únicos para as entalpias de formação pedidas.)