7.52 Fornecidos os dados a
:
Composto
-945
55,06
33,91
8,53
29,12
145,2
Para a reação:
grafita
a) Calcule o
para esta reação a
, o ponto de ebulição do
.
b) Calcule o
para o
(I) a
.
| Composto |
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-945 |
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55,06 | 33,91 | 8,53 | 29,12 | 145,2 |
a) Calcule o
b) Calcule o
Passo 1
Vou listar claramente o que o enunciado fornece e o que pede.
Dados fornecidos a
(
):
-
de . -
de . -
de (grafita) e de = (estados padrão). - Capacidades caloríficas molares (a
, assumidas constantes): -
. -
. -
. -
. -
.
-
- A entalpia padrão de reação a
(ou ) é: com (por mol da reação como escrita).
O enunciado pede:
(a) Calcular para essa reação a
(ponto de ebulição do
).
(b) Calcular do
a
.
(a) Calcular
(b) Calcular
Passo 2
Conceitos e fórmulas que serão usados (explicação didática):
- Variação da entalpia com a temperatura (Regra de Kirchhoff): se a capacidade calorífica molar
for aproximadamente constante entre duas temperaturas e , então a entalpia da reação muda segundo a integral das capacidades: Aqui é a soma das capacidades molares dos produtos menos a soma das capacidades molares dos reagentes, ponderadas pelas estequiometrias. Se for constante: Explicando as variáveis: -
: entalpia padrão da reação à temperatura . -
: , em . -
e em kelvin; para diferenças de temperatura pode-se usar kelvin ou graus Celsius (diferença numérica igual).
-
- Relação entre entalpias padrão de formação e entalpia de reação:
Nesta fórmula, de uma substância elementar no estado padrão (como grafita ou ) é zero.
Vou aplicar essas fórmulas passo a passo.
Passo 3
Cálculo de
da reação (usar as estequiometrias da reação dada):
Produtos:
-
mol de : . -
mol de : .
Soma produtos:
Reagentes:
-
mol de : . -
mol de (grafita): . -
mol de : .
Soma reagentes:
Logo
Passo 4
Aplicar Kirchhoff para obter
a
.
Converter temperaturas:
Diferença:
Usando a forma aproximada (com
constante):
Cuidado com unidades:
está em
,
em
. Converta a contribuição para kJ:
Portanto
Vou arredondar razoavelmente (três algarismos significativos) quando apresentar a resposta final.
Passo 5
Agora calculo
do
a
.
Usar a relação entre entalpias de formação e entalpia de reação:
Substituindo as estequiometrias e sabendo que
e
:
Isolando
:
Passo 6
Substituir os valores numéricos conhecidos:
Logo
Calcular passo a passo:
Portanto
(a
).