Com base nos dados a 25^{\circ} \mathrm{C} apresentados na tabela a seguir, calcule a entalpia das reações abaixo a 278 K e diga se elas são endotérmicas ou exotérmicas:
Substância \Delta H_{f}^{\circ} / \mathrm{kJ} \mathrm{mol}^{-1} Substância \Delta \boldsymbol{H}_{\boldsymbol{f}}^{\boldsymbol{\circ}} \boldsymbol{/} \mathbf{\mathrm { kJ } \mathrm { mol }}^{\boldsymbol{-} \mathbf{1}}
\mathrm{O}_{(\mathrm{g})} 249,17 \mathrm{Cl}_{2(\mathrm{~g})} 0
\mathrm{O}_{2(\mathrm{~g})} 0 \mathrm{TiO}_{2(\mathrm{~s})} -945
\mathrm{O}_{3(\mathrm{~g})} 142,7 \mathrm{TiCl}_{4(\mathrm{I})} -803
\mathrm{H}_{2(\mathrm{~g})} 0 \mathrm{CH}_{3} \mathrm{OH}_{(\mathrm{I})} -238,7
\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{(\mathrm{I})} -285,83 \mathrm{Al}_{(\mathrm{s})} 0
\mathrm{Fe}_{2} \mathrm{O}_{3(\mathrm{~s})} -824,2 \mathrm{Al}_{2} \mathrm{O}_{3(\mathrm{~s})} -1675,7
\mathrm{FeO}_{(\mathrm{s})} -266,52 \mathrm{NaOH}_{(\mathrm{s})} -425,61
\mathrm{Fe}_{(\mathrm{g})} 404,51 \mathrm{HCl}_{(\mathrm{g})} -92,31
\mathrm{CO}_{2 \text { (g) }} -393,51 \mathrm{NaCl}_{(\mathrm{s})} -411,15
\mathrm{CO}_{(\mathrm{g})} -110,53 \mathrm{CaC}_{2(\mathrm{~s})} -60
\mathrm{C}_{(\mathrm{g})} 716,67 \mathrm{Ca}(\mathrm{OH})_{2(\mathrm{~s})} -986,1
\mathrm{C}_{(\mathrm{s}, \text { grafite })}} 0 \mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{2(\mathrm{~g})} 226,7
\mathrm{C}_{(\mathrm{s}, \text { diamante })}} 1897 \mathrm{CaCO}_{3(\mathrm{~s})} -1206,9
\mathrm{H}_{2} \mathrm{~S}_{(\mathrm{g})} -20,6 \mathrm{CaO}_{(\mathrm{s})} -635,09
\mathrm{SO}_{2(\mathrm{~g})} -296,81
\mathrm{NaOH}_{(\mathrm{s})}+\mathrm{HCl}_{(\mathrm{g})} \rightarrow \mathrm{NaCl}_{(\mathrm{s})}+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{(\mathrm{l})}

Passo 1

O enunciado pede a entalpia de reação a 278 K para
\mathrm{NaOH_{(s)}} + \mathrm{HCl_{(g)}} \rightarrow \mathrm{NaCl_{(s)}} + \mathrm{H_{2}O_{(l)}},
usando dados de entalpias padrão de formação a 298 K. O conteúdo é a Lei de Hess:
\Delta H_\text{rxn} = \sum \nu\,\Delta H_f^\circ(\text{produtos}) \;-\;\sum \nu\,\Delta H_f^\circ(\text{reagentes}).
Como a variação de temperatura é pequena ( 298\to 278 K) e não temos capacidades caloríficas, vamos assumir \Delta H praticamente constante neste intervalo.

Passo 2

Escrevemos a expressão de Hess para esta reação:
\Delta H_\text{rxn} = \Bigl[\Delta H_f^\circ(\mathrm{NaCl_{(s)}})+\Delta H_f^\circ(\mathrm{H_{2}O_{(l)}})\Bigr] -\Bigl[\Delta H_f^\circ(\mathrm{NaOH_{(s)}})+\Delta H_f^\circ(\mathrm{HCl_{(g)}})\Bigr].

Passo 3

Pegamos os valores da tabela (todos em \mathrm{kJ\,mol^{-1}}):
\Delta H_f^\circ(\mathrm{NaCl_{(s)}}) = -411,15,
\Delta H_f^\circ(\mathrm{H_{2}O_{(l)}}) = -285,83,
\Delta H_f^\circ(\mathrm{NaOH_{(s)}}) = -425,61,
\Delta H_f^\circ(\mathrm{HCl_{(g)}}) = -92,31.

Passo 4

Calculamos a soma dos produtos e dos reagentes:
\sum H_f^\circ(\text{produtos}) = -411,15 + (-285,83) = -696,98,
\sum H_f^\circ(\text{reagentes}) = -425,61 + (-92,31) = -517,92.

Passo 5

Aplicando Hess:
\Delta H_\text{rxn} = (-696,98) - (-517,92) = -179,06\\ \mathrm{kJ}.
O sinal negativo indica que a reação libera calor, ou seja, é exotérmica.

Resposta

\Delta H_{278\mathrm{K}} \approx -179{,}06\\ \mathrm{kJ}
Reação exotérmica.

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