Calcular o calor de reação abaixo, à 298 K :
Resp.
Resp.
Passo 1
O enunciado pede o calor (entalpia) de reação à
da reação
Informações relevantes dadas ou implicadas:
- Queremos
(entalpia padrão de reação) à . - Não foram fornecidos valores numéricos das entalpias; precisaremos usar os valores padrão de entalpia de formação
das substâncias envolvidos, que são encontrados em tabelas termodinâmicas. - A reação envolve metais elementares (
e ) em seu estado padrão e óxidos sólidos.
Passo 2
Conceito-chave que vamos usar: Lei de Hess e entalpia de formação.
Explicação didática:
Explicação didática:
- A entalpia padrão de formação
de uma substância é a variação de entalpia na formação de mol da substância a partir dos elementos em seus estados padrão, à pressão de e temperatura dada (aqui ). - Por convenção, a entalpia de formação de um elemento em seu estado padrão é
. Isso vale para e . - A Lei de Hess afirma que a entalpia de uma reação é a soma algébrica das entalpias de formação dos produtos menos a soma algébrica das entalpias de formação dos reagentes:
Vou aplicar essa fórmula passo a passo.
Passo 3
Listagem dos
(valores padrão retirados de tabelas termoquímicas):
- Entalpia de formação de
: - Entalpia de formação de
: - Entalpias de formação de
e :
Comentário rápido: esses valores vêm de tabelas padrão; pequenas diferenças entre tabelas geram pequenas variações no resultado final, mas a ideia e o procedimento são os mesmos.
Passo 4
Aplicando a fórmula da Lei de Hess à reação dada.
Escrevemos a soma das entalpias dos produtos menos a dos reagentes:
Escrevemos a soma das entalpias dos produtos menos a dos reagentes:
Passo 5
Substituindo os valores (lembrando que as entalpias dos elementos são zero), temos:
Simplificando:
Passo 6
Calculando a diferença:
Interpretação física curta: o valor negativo indica que a reação libera calor (é exotérmica). Ou seja, quando
reage com alumínio metálico nas proporções dadas, cerca de
são liberados por mol da reação na condição padrão.