Calculate
and
at 298 K and
at 348 K for the hydrogenation of ethyne acetylene to ethene ethylene from the enthalpy of combustion and heat capacity data in Tables 2.6 and 2.8. Assume the heat capacities to be constant over the temperature range involved.
Passo 1
Beleza, o enunciado manda calcular a entalpia padrão de reação ΔₙH° e a variação de energia interna ΔₙU° a 298 K, e depois ajustar ΔₙH° pra 348 K, usando dados de entalpia de combustão e capacidades térmicas (Cp) constantes.
Conteúdo: Termoquímica – Lei de Hess, relação entre ΔH e ΔU, e correção de temperatura via ΔCp.
Vamos precisar dos dados (tabelas 2.6 e 2.8):
Conteúdo: Termoquímica – Lei de Hess, relação entre ΔH e ΔU, e correção de temperatura via ΔCp.
Vamos precisar dos dados (tabelas 2.6 e 2.8):
– Δ_cH° a 298 K (kJ/mol):
• C₂H₂(g): –1300,8
• C₂H₄(g): –1411,1
• H₂(g): –285,8
• C₂H₂(g): –1300,8
• C₂H₄(g): –1411,1
• H₂(g): –285,8
– Cp (constante, J/mol·K):
• C₂H₂(g): 40,0
• C₂H₄(g): 43,0
• H₂(g): 28,8
• C₂H₂(g): 40,0
• C₂H₄(g): 43,0
• H₂(g): 28,8
Reação:
Passo 2
Calcular ΔₙH° a 298 K via Lei de Hess.
Regra:
Regra:
Logo:
Passo 3
Calcular ΔₙU° a 298 K usando a relação
Aqui Δn₍gás₎ = produtos(g) – reagentes(g) = 1 – 2 = –1.
R = 8,314 J/(mol·K), T = 298 K.
R = 8,314 J/(mol·K), T = 298 K.
Passo 4
Ajustar ΔₙH° de 298 K para 348 K pela equação de Kirchhoff, assumindo Cp constantes:
onde
ΔT = 348 K – 298 K = 50 K, convertemos ΔCₚ pra kJ: –0,0258 kJ/K.
Resposta
ΔₙH°(298 K) = –175,5 kJ/mol
ΔₙU°(298 K) = –173,0 kJ/mol
ΔₙH°(348 K) = –176,8 kJ/mol
ΔₙU°(298 K) = –173,0 kJ/mol
ΔₙH°(348 K) = –176,8 kJ/mol