Benzeno pode ser obtido à partir do n-hexano por um processo de desidrogenação na fase gás. A reação ocorre em um reator isotérmico que opera a 700K e 101,325 kPa. Calcule a entalpia padrão de reação.

Passo 1

Beleza, então a gente tem um exercício onde precisamos calcular a entalpia padrão de reação para transformar n-hexano em benzeno através de um processo de desidrogenação na fase gás. Vamos usar conceitos de termodinâmica, especificamente das entalpias de formação padrão das substâncias envolvidas. Precisaremos das fórmulas químicas dos reagentes e produtos, além dos valores das entalpias de formação padrão.

Passo 2

Primeiro, vamos escrever a equação balanceada da reação de desidrogenação do n-hexano para formar benzeno e hidrogênio. O n-hexano é $ \mathrm{C_6H_{14}} $ e o benzeno é $ \mathrm{C_6H_6} $. A perda de hidrogênio ocorre na forma de $ \mathrm{H_2} $. Então, a equação balanceada fica:
C6H14

Passo 3

Agora, precisamos das entalpias de formação padrão ($ \Delta H_f^\circ $) das substâncias envolvidas. Esses valores geralmente são encontrados em tabelas de termodinâmica. Vamos considerar os seguintes valores:
  • $ \Delta H_f^\circ (\mathrm{C_6H_{14}}) = -198.7 \ \mathrm{kJ/mol} $
  • $ \Delta H_f^\circ (\mathrm{C_6H_6}) = 49.0 \ \mathrm{kJ/mol} $
  • $ \Delta H_f^\circ (\mathrm{H_2}) = 0 \ \mathrm{kJ/mol} $ (pois é um elemento em seu estado padrão)

Passo 4

A entalpia padrão de reação ($ \Delta H_{rxn}^\circ $) pode ser calculada usando a seguinte fórmula:
De
Aplicando isso à nossa reação:

Passo 5

Substituindo os valores:
De
De
De

Resposta

A entalpia padrão de reação para a desidrogenação do n-hexano a benzeno é 247,7 kJ/mol.

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