acetileno (
) usado nos maçaricos de “solda a oxigênio” queima conforme a equação:
Dados:
I.
II.
III.
A diferença de entalpia para a combustăo completa do acetileno será?
Dados:
I.
II.
III.
Passo 1
O enunciado pede a diferença de entalpia (ΔH) para a combustão completa do acetileno segundo a reação fornecida:
As informações relevantes fornecidas são (peguei exatamente os dados do enunciado):
- I:
, . - II:
, . - III:
, .
O objetivo é obter
da reação alvo que produz
. Note que a equação II produz
, então talvez seja necessário ajustar para vapor.
Passo 2
Conceito que vamos usar (aulas rápidas e práticas):
- Hess: a entalpia é função de estado; a entalpia de uma reação obtida somando várias reações é a soma das entalpias dessas reações.
- Regras úteis:
- Se inverter uma reação, o sinal de
inverte. - Se multiplicar uma reação por um número
, multiplica-se também por .
Essas regras permitem montar combinações algébricas das equações dadas para obter a reação desejada.
- Se inverter uma reação, o sinal de
Exemplo rápido (para fixar): se
tem
e
tem
, somando as duas obtém-se
com
.
Passo 3
Escolha de manipulação das equações dadas para chegar na reação alvo.
Queremos terminar com e
no produto e com
e
no reagente. Observação: a equação I tem
no produto; inverter I dá
no reagente. Também precisamos de 2 mols de
, então multiplicamos III por 2. A equação II fornece água, mas na forma líquida; primeiro vamos obter a reação com
e depois ajustamos para vapor.
Queremos terminar com
Passos algébricos:
- Inverter I para obter
como reagente:
- Multiplicar III por 2:
- Usar II como está:
Agora somando as três equações (inversa de I) + (2×III) + II:
- Lados que se cancelam: o
produzido pela inversão de I cancela com o reagente em II; os da inversão de I cancelam com os reagentes de III. - Soma das equações dá exatamente:
Ou seja, essa soma produz água líquida no produto (não gás). A entalpia dessa reação é a soma das entalpias parciais que usamos.
Passo 4
Calcular a soma das entalpias para a reação que dá
.
Os termos:
Somando passo a passo:
Portanto, para a reação
temos
.
Passo 5
Ajuste para obter
em vez de
.
A reação pedida no enunciado tem
. Para transformar o produto líquido em vapor adicionamos a entalpia de vaporização da água:
(este é um valor tabulado aproximado a 25 °C:
). Como esse passo é endotérmico, somamos
à entalpia já obtida.
Assim:
Interpretação: a combustão do acetileno para dar
e
libera cerca de
por mol de
(ou seja, é fortemente exotérmica).