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- A cabeça de palito de fósforo contém uma substância chamada trissulfeto de tetrafósforo. Este composto inflama na presença de oxigènio, ocorrendo, à pressão normal, a liberação de uma quantidade de calor de 3677 kJ por mol. A reação referente ao processo está representada a seguir:
Calcule a entalpia padrão de formação do
, considerando a seguinte tabela:
Composto
- A cabeça de palito de fósforo contém uma substância chamada trissulfeto de tetrafósforo. Este composto inflama na presença de oxigènio, ocorrendo, à pressão normal, a liberação de uma quantidade de calor de 3677 kJ por mol. A reação referente ao processo está representada a seguir:
Calcule a entalpia padrão de formação do , considerando a seguinte tabela:
| Composto |
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Passo 1
O enunciado nos dá:
- A reação química:
. - Queima (liberação) de calor de
por mol do processo, ou seja, o processo libera por mol da reação. - A tabela com entalpias padrão de formação:
-
(peguei este valor da tabela). -
(peguei este valor da tabela).
O que é pedido:
-
- Calcular a entalpia padrão de formação de
, ou seja .
Passo 2
Conceitos essenciais (passo-a-passo didático):
- Entalpia padrão de formação
de um composto é a variação de entalpia quando 1 mol do composto é formado a partir dos seus elementos no estado padrão (298 K, 1 bar). Por convenção, para um elemento na sua forma mais estável (ex.: , quando aplicável) vale . - Lei de Hess aplicada a reações: a entalpia da reação pode ser calculada pela diferença entre a soma das entalpias de formação dos produtos (cada uma multiplicada pelo seu coeficiente estequiométrico) e a soma das entalpias de formação dos reagentes. Em fórmula:
Aqui
são os coeficientes estequiométricos (positivos) e
são as entalpias padrão de formação (em
).
Passo 3
Aplicando a fórmula da Lei de Hess à reação dada:
- Produtos:
(coeficiente ) e (coeficiente ). - Reagentes:
(coeficiente ) e (coeficiente ).
Escrevendo a equação de entalpias:
Por convenção
. Assim a expressão simplifica para:
Agora isolamos
:
Observação sobre o sinal de
: o enunciado diz que houve liberação de
por mol da reação, isto é,
(valor negativo indica exotérmico).
Passo 4
Substituindo os valores numéricos e fazendo as contas passo a passo:
- Primeiro calcule
:
- Soma das entalpias dos produtos:
- Agora usar a fórmula isolada:
Passo 5
Interpretação curta e incentivo:
- O valor encontrado
indica que a formação deste composto a partir dos elementos padrão é exotérmica, mas de magnitude relativamente pequena quando comparada à entalpia liberada na reação de combustão apresentada. - Bom trabalho por chegar até aqui — esses problemas de entalpia ficam bem mais tranquilos quando a gente organiza a equação de Hess e substitui com calma!