7.53 A partir dos calores de solução a
:
e dos calores de formação do
e
da Tab. A-V, calcule
para a reação
Passo 1
O enunciado pede para calcular o valor de
da reação
As informações fornecidas são os calores de solução a
:
O enunciado também manda usar os calores padrão de formação (da Tab. A-V) para
,
,
e
. Peguei esses valores da Tab. A-V (valores padrão a
) e vou usá-los a seguir:
Resumo do que se pede: calcular
da reação dada usando os calores de solução informados e os
da Tab. A-V (os valores acima).]
Passo 2
Ideia geral (Hess): a entalpia é função de estado, então a entalpia da reação pedida pode ser obtida somando reações que conectem reagentes e produtos. Vou montar um caminho químico que transforme os reagentes em produtos usando as reações de solução dadas e uma reação simples cuja entalpia pode ser calculada pelas entalpias de formação.
Explicando o que é cada coisa (curtinho e claro):
-
de solução: entalpia associada a dissolver uma substância em água (essas já foram dadas). -
(entalpia padrão de formação): entalpia para formar 1 mol da substância a partir dos elementos em seus estados padrão. Para uma reação qualquer,
Vou usar essa fórmula para obter a entalpia da reação entre
e
que produz
e
. Em seguida combino com as reações de solução (reversas ou diretas) para obter exatamente a reação pedida.
Passo 3
Escrever reações úteis e como vão se combinar.
Reações de solução (dados):
Queremos:
Uma estratégia prática: inverter (1) e (2) para “liberar”
e
, reagir esses dois (reação entre substâncias puras) para formar
e
, e então usar (3) para transformar
+ água em
. Escrevendo isso:
Invertemos (1) e (2):
Somando (1’) + (2’) temos:
e a entalpia dessa soma é
]
Passo 4
Agora considere a reação entre as substâncias puras:
Usando entalpias de formação, a entalpia dessa reação é
Explicando a fórmula (rápido): soma-se as entalpias de formação dos produtos e subtrai-se a soma das entalpias de formação dos reagentes — isso dá a entalpia padrão da reação.
Passo 5
Substituir os valores da Tab. A-V que listei no Passo 1. Vou calcular
passo a passo.
Primeiro some as entalpias de formação dos produtos:
Depois some as entalpias de formação dos reagentes:
Agora a diferença:
Portanto a reação (4) tem
Passo 6
Voltando à montagem total: somamos (1’)+(2’) com (4) e em seguida com (3) para obter exatamente a reação pedida.
Já temos:
Adicionar (4):
A soma leva a:
com entalpia
Agora use (3) para transformar
em
:
Somando esse passo final, a entalpia total da sequência (que é exatamente a reação pedida) fica:
Faço a conta final detalhada:
Passo 7
Interpretação e checagem rápida: o valor obtido
é compatível com o calor de neutralização típico de ácido forte + base forte formando água (
), o que dá confiança no cálculo. Tudo foi feito por Lei de Hess: somar reações conhecidas para obter a reação desejada e somar as entalpias correspondentes.
Força aí — essa é a conta que você vai aplicar na prova quando pedirem entalpias usando dados de solução e entalpias de formação!