Calcule o De a 348 K para a reação: CO(g)+1 / 2 O2(g) CO2(g)
OBS: use os dados da Tabela abaixo para a resolução dos exercícios
SUBSTÂNCIA
l|l|l|l|l|l|l hline SUBSTÂNCIA & l $De
l $barC p$ $(J / mol k)$
l $De
l $De
l $barC p$ $(J / mol$ $k)$
CO2(g)
SUBSTANCIA
-393,5
SO2(g)
-296,83
C3 H8(g)
-103,8
SO3(g) -395,72 37,12 -- C3 H6(g) +20,42 39,87
H2 O(g) -241,82 73,50 -2220 C2 H4(g) +52,26 50,67
H2 O(l) -285,83 63,89 -2058 C2 H6(g) -84,68 33,58
O2(g) CH4(g) 43,53 -1411 -74,81 H2(g) 75,29
H2(g) -285,83 52,63 -1560 N2(g) 0 29,355
CO(g) -110,53 35,31 -890 0 28,80
0 28,80 0 29,125
29,14

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão pede para calcular o ΔH° (entalpia padrão) da reação:
CO(g) + 12 O2(g) CO2(g)
Estamos trabalhando com termodinâmica, especificamente com entalpias de formação e capacidades caloríficas (Cp). Vamos precisar dos valores de ΔH°f das substâncias envolvidas e das capacidades caloríficas fornecidas na tabela para ajustar a entalpia da reação para a temperatura dada de 348 K.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular o ΔH° da reação a 298 K usando as entalpias de formação padrão (ΔH°f). A fórmula para ΔH° da reação é:
De=ntes) çã
Vamos identificar as entalpias de formação das substâncias envolvidas:
  • Produtos:
    • CO₂(g): ΔH°f = -393,5 kJ/mol
  • Reagentes:
    • CO(g): ΔH°f = -110,53 kJ/mol
    • O₂(g): ΔH°f = 0 kJ/mol (elemento em estado padrão)
Agora, substituímos na fórmula:
Deçã
Calculando:
Deçã

Passo 3

Agora, precisamos ajustar essa entalpia para a temperatura de 348 K. Para isso, usamos a capacidade calorífica (Cp) das substâncias envolvidas. A fórmula para ajustar a entalpia com base na temperatura é:
De
Onde:
  • $ \Delta T = T_{final} - T_{inicial} = 348 K - 298 K = 50 K $
  • $ \bar{C}_p $ são as capacidades caloríficas molares das substâncias.
Vamos calcular a contribuição de cada substância:
Produtos:
  • CO₂(g): $ \bar{C}_p = 37,12 J/mol·K $
Reagentes:
  • CO(g): $ \bar{C}_p = 29,14 J/mol·K $
  • O₂(g): $ \bar{C}_p = 29,355 J/mol·K $
A variação na entalpia devido à temperatura:
De
Calculando:
  1. Soma das capacidades caloríficas dos produtos:
barCp
  1. Soma das capacidades caloríficas dos reagentes:
barCp = 37,12 J/mol·K
  1. Diferença:
barCp = 29,14 J/mol·K
  1. Ajuste da entalpia:
barCp = 29,355 J/mol·K

Passo 4

Finalmente, somamos o ΔH° da reação a 298 K com o ajuste devido à temperatura:
De

Resposta

O ΔH° da reação a 348 K é aproximadamente -283,3 kJ/mol.

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