Para cada um dos seguintes compostos, escreva uma equação termoquímica balanceada que descreve a formação de um mol do composto a partir de seus elementos em seus estados padrão. Em seguida, consulte o \Delta H^{\circ}{ }_{f} de cada substância.
\mathrm{Pb}\left(\mathrm{NO}_{3}\right)_{2}(s)

Passo 1

O que o enunciado pede e o que já temos:
  • Pedido: para o composto \mathrm{Pb(NO_3)_2}(s) escrever uma equação termoquímica balanceada que descreva a formação de 1 mol do composto a partir dos seus elementos em seus estados padrão, e em seguida consultar o valor de \Delta H^{\circ}_{f} desse composto.
  • Informação dada: o composto alvo é \mathrm{Pb(NO_3)_2}(s).
  • Estados-padrão relevantes (devem ser usados como reagentes na reação de formação):
    • Chumbo: \mathrm{Pb}(s) (metal sólido)
    • Nitrogênio: \mathrm{N_2}(g) (gás diatômico)
    • Oxigênio: \mathrm{O_2}(g) (gás diatômico)
  • A reação de formação deve produzir exatamente 1 mol de \mathrm{Pb(NO_3)_2}(s).

Passo 2

Entendendo a estratégia para montar a reação de formação:
  • A reação de formação padrão de um composto é a reação em que os elementos em seus estados-padrão se combinam para formar exatamente 1 mol do composto.
  • Então, do lado dos reagentes teremos \mathrm{Pb}(s), \mathrm{N_2}(g) e \mathrm{O_2}(g) com coeficientes a determinar.
  • Do lado dos produtos teremos exatamente 1 mol de \mathrm{Pb(NO_3)_2}(s).
  • Objetivo deste passo: ajustar coeficientes de \mathrm{N_2} e \mathrm{O_2} para conservar átomos de \mathrm{Pb}, \mathrm{N} e \mathrm{O}.

Passo 3

Contagem de átomos no produto para determinar coeficientes:
  • Na fórmula \mathrm{Pb(NO_3)_2}:
    • Átomos de \mathrm{Pb}: 1
    • Cada grupo \mathrm{NO_3} tem 1 átomo de \mathrm{N} e 3 átomos de \mathrm{O}. Como há 2 grupos \mathrm{NO_3}, o total é:
      • Átomos de \mathrm{N}: 2
      • Átomos de \mathrm{O}: 2\times3 = 6
  • Portanto a reação deve fornecer do lado dos reagentes:
    • 1 átomo de \mathrm{Pb} → precisa de 1 mol de \mathrm{Pb}(s).
    • 2 átomos de \mathrm{N} → como \mathrm{N_2} tem 2 átomos de N por molécula, basta 1 mol de \mathrm{N_2}(g).
    • 6 átomos de \mathrm{O} → como \mathrm{O_2} tem 2 átomos de O por molécula, são necessários \dfrac{6}{2}=3 mols de \mathrm{O_2}(g).

Passo 4

Escrevendo a equação química balanceada de formação (forma termoquímica):
  • Colocando os coeficientes encontrados, a equação de formação para 1 mol de \mathrm{Pb(NO_3)_2}(s) é:
\mathrm{Pb}(s) + \mathrm{N_2}(g) + 3\,\mathrm{O_2}(g) \longrightarrow \mathrm{Pb(NO_3)_2}(s)
  • Para transformá-la em equação termoquímica, acrescenta-se o valor de \Delta H^{\circ}_{f} associado (o número deve vir de tabelas):
\mathrm{Pb}(s) + \mathrm{N_2}(g) + 3\,\mathrm{O_2}(g) \longrightarrow \mathrm{Pb(NO_3)_2}(s)\qquad \Delta H^{\circ} = \Delta H^{\circ}_{f}\bigl(\mathrm{Pb(NO_3)_2},s\bigr)

Passo 5

O que é \Delta H^{\circ}_{f} e como interpretá-lo na equação:
  • Definição didática: \Delta H^{\circ}_{f} (entalpia padrão de formação) é a variação de entalpia quando 1 mol de uma substância é formado a partir dos seus elementos na sua forma mais estável (estado-padrão) na pressão de 1\\ \mathrm{bar} e T=298{,}15\\ \mathrm{K} (normalmente).
  • Convenção de sinal:
    • Se \Delta H^{\circ}_{f}<0: formação libera calor (exotérmica).
    • Se \Delta H^{\circ}_{f}>0: formação absorve calor (endotérmica).
  • Unidade usual: \mathrm{kJ\\ mol^{-1}}. O valor em uma equação termoquímica refere-se à quantidade de calor trocada quando 1 mol do composto é formado conforme escrito.

Passo 6

Como e onde consultar \Delta H^{\circ}_{f} confiável na prática (passo a passo prático):
  • Fontes recomendadas e confiáveis:
    • NIST Chemistry WebBook (pesquisar pelo nome do composto ou fórmula).
    • Tabelas de referência como CRC Handbook of Chemistry and Physics.
    • Tabelas termoquímicas de livros-texto de química física ou química inorgânica.
  • Procedimento:
    1. Abrir NIST WebBook ou outro banco de dados termoquímico.
    2. Buscar por “lead nitrate” ou por fórmula “Pb(NO3)2”.
    3. Conferir que o estado físico listado é \mathrm{(s)} (sólido) e anotar \Delta H^{\circ}_{f} em \mathrm{kJ\\ mol^{-1}}.
    4. Anotar a temperatura de referência (normalmente 298{,}15\\ \mathrm{K}) e a pressão (geralmente 1\\ \mathrm{bar} ou 1\\ \mathrm{atm}); usar o valor que corresponda a condições padrão.
  • Observação prática: alguns bancos de dados também apresentam \Delta H^{\circ}_{f} para a fase aquosa ou para diferentes formas cristalinas; certificar-se de escolher a entrada para \mathrm{Pb(NO_3)_2}(s) se esse for o estado pedido.

Passo 7

Nota importante sobre consulta direta de dados aqui:
  • No momento não tenho acesso a bases externas em tempo real para “consultar” e trazer o número tabulado imediatamente.
  • Portanto eu não consigo fornecer aqui um valor numérico validado para \Delta H^{\circ}_{f}\bigl(\mathrm{Pb(NO_3)_2},s\bigr). Peço que consulte uma das fontes indicadas (por exemplo NIST WebBook) e anote o valor em \mathrm{kJ\\ mol^{-1}}.
  • Se quiser, posso indicar o caminho exato na página do NIST para procurar e interpretar a entrada, ou, se você me fornecer o valor que encontrar, eu mostro como inseri-lo na equação termoquímica e como usar esse valor em cálculos (por exemplo, somas de entalpias de reação por Hess).

Resposta

\mathrm{Pb}(s) + \mathrm{N_2}(g) + 3\,\mathrm{O_2}(g) \longrightarrow \mathrm{Pb(NO_3)_2}(s)
\Delta H^{\circ}_{f}\bigl(\mathrm{Pb(NO_3)_2},s\bigr) = consultar tabela termoquímica confiável (ex.: NIST WebBook) — valor não disponível aqui.

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