Calcular o
para a reação
a partir das variações de entalpia das reações:
Passo 1
Beleza, o exercício pede pra gente calcular ΔH da reação
usando as entalpias de outras reações conhecidas. O assunto aqui é a Lei de Hess, que diz que a entalpia total de um processo é a soma das entalpias de passos intermediários. Vamos precisar das entalpias padrão de formação ou de reações planta (tipo a de formação de CO e de H₂O), e manipular (inverter, multiplicar e somar) essas reações pra chegar na nossa meta.
Passo 2
Primeiro, vamos listar as reações-base que temos (ou que normalmente são fornecidas):
- Para formar CO(g) a partir de grafite:
- Para formar H₂O(g) a partir dos gases:
(esse valor de −57,82 kcal é o ΔH de formação da água no estado gasoso).
Passo 3
Nosso alvo é
Para usar a reação 2, precisamos dela no sentido oposto (ou seja, decompor água em H₂ e O₂). Então invertemos a equação 2, mudando o sinal de ΔH:
Passo 4
Agora somamos a reação 1 com essa reação invertida 2:
- C_{(graf)} + ½ O₂ → CO_{(g)} ΔH₁ = −26,41 kcal
- 2’) H₂O_{(g)} → H₂_{(g)} + ½ O₂ ΔH₂’ = +57,82 kcal
alvo: C_{(graf)} + H₂O_{(g)} → H₂_{(g)} + CO_{(g)}
Repare que o ½ O₂ que aparece como produto em (2’) cancela com o ½ O₂ reagente em (1). Perfeito: sobra exatamente a reação que a gente quer.
Passo 5
Pela Lei de Hess, a entalpia da soma é a soma das entalpias:
Resposta
Ou seja, a reação é endotérmica em cerca de 31,4 kcal.