Balancear com mínimo de números inteiros possíveis e calcular o calor da reação a seguir à
.
$
\mathrm{NO}{2(\mathrm{g})}+\mathrm{NH}_{3(\mathrm{g})} \rightarrow \mathrm{N}{2(\mathrm{~g})}+\mathrm{H}{2} \mathrm{O}{(\mathrm{g})}
$
$
\mathrm{NO}{2(\mathrm{g})}+\mathrm{NH}_{3(\mathrm{g})} \rightarrow \mathrm{N}{2(\mathrm{~g})}+\mathrm{H}{2} \mathrm{O}{(\mathrm{g})}
$
Passo 1
Beleza, turma! O enunciado pede duas coisas:
- Balancear a reação
com os menores coeficientes inteiros possíveis (a parte de estequiometria).
2) Calcular o calor da reação a 650 °C (termodinâmica, usando entalpias de formação e a Lei de Kirchhoff).
2) Calcular o calor da reação a 650 °C (termodinâmica, usando entalpias de formação e a Lei de Kirchhoff).
Para resolver, a gente vai precisar de:
- O método de balanceamento por incógnitas.
- Tabelas de entalpia padrão de formação (
) a 25 °C. - Valores aproximados de
(capacidade calorífica a pressão constante) para cada gás. - A Lei de Kirchhoff:
Passo 2
Balanceando a reação por incógnitas:
Balanceando elementos:
- Nitrogênio:
- Hidrogênio:
- Oxigênio:
Daí:
Para todos serem inteiros, escolha
:
Logo, a reação balanceada é
Passo 3
Agora,
da reação (usando entalpias de formação):
Usando (valores em kJ/mol):
Então:
Passo 4
Pra ajustar pra 650 °C (923 K), usamos a Lei de Kirchhoff:
onde
.
Aproximando constantes (J/mol·K):
Aproximando
Logo:
Transformando em kJ/K e integrando (ΔT = 923−298 = 625 K):
Então:
Resposta
Reação balanceada (menores inteiros):
Calor da reação a 650 °C: