Balancear com mínimo de números inteiros possíveis e calcular o calor da reação a seguir à 650^circ C.
$
\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:
  1. Balancear a reação
NO2(g)+NH3(g);longrightarrow;N2(g)+H2O(g)
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).
Para resolver, a gente vai precisar de:
  • O método de balanceamento por incógnitas.
  • Tabelas de entalpia padrão de formação ( ΔH(T2) = ΔH^circ298 + integral298^T2 De) 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:
a,NO2 + b,NH3 ;longrightarrow; c,N2 + d,H2O
Balanceando elementos:
  • Nitrogênio: a=6,;b=8,;c=7,;d=12
  • Hidrogênio: boxed6,NO2 + 8,NH3 ;longrightarrow; 7,N2 + 12,H2O
  • Oxigênio:
Daí:
Para todos serem inteiros, escolha :
Logo, a reação balanceada é

Passo 3

Agora, ΔH^circ298 = sum nup,ΔHf,p^circ ;-;sum nur,ΔHf,r^circ da reação (usando entalpias de formação):
ΔHf^circ(NO2)=+33,18,; ΔHf^circ(NH3)=-45,90,; ΔHf^circ(N2)=0,; ΔHf^circ(H2O,(g))=-241,8
Usando (valores em kJ/mol):
ΔH^circ298 = l[7cdot0 + 12cdot(-241,8)r] - l[6cdot33,18 + 8cdot(-45,90)r] = -2901,6 - (199,08 - 367,2) = -2733,48;kJ
Então:

Passo 4

Pra ajustar pra 650 °C (923 K), usamos a Lei de Kirchhoff:
ΔH(923) = ΔH^circ298 + integral298^923 De
onde
Cp(NO2)approx37,6,; Cp(NH3)approx35,1,; Cp(N2)approx29,1,; Cp(H2O)approx33,6 .
Aproximando sum nup Cp,p = 7cdot29,1 + 12cdot33,6 = 606,8;J/K, constantes (J/mol·K):
sum nur Cp,r = 6cdot37,6 + 8cdot35,1 = 505,9;J/K,
Logo:
De
integral298^923De
ΔH(923) = -2733,48 + 63,06 = -2670,42;kJ
Transformando em kJ/K e integrando (ΔT = 923−298 = 625 K):
Então:

Resposta

Reação balanceada (menores inteiros):
6,NO2 + 8,NH3 ;longrightarrow; 7,N2 + 12,H2O
Calor da reação a 650 °C:
boxedΔH(650^circC) approx -2,67times10^3;kJ

Exercícios relacionados