Calcule o calor de reação a para a combustão do se as energias de ligação, em , para C-H, O-H, C-O, C=O e são, respectivamente: 411,; 804,2 e 498,3. Os calores de vaporização à pressão constante, e em , são 38 e 44 para e , respectivamente.
Passo 1
Então, o que a gente tem aqui? O exercício pede pra calcular o calor de reação (entalpia, ΔH) da combustão do metanol líquido, CH₃OH(ℓ), a 25 °C. Esse assunto é Termoquímica, mais especificamente entalpia de reação usando energias de ligação e entalpias de vaporização. Vamos precisar:
• A equação química balanceada da reação.
• As energias de ligação (em kJ/mol) dadas:
– C–H = 411,0
– O–H = 463,6
– C–O = 351,0
– C=O = 804,2
– O=O = 498,3
• As entalpias de vaporização (25 °C):
– Δvap CH₃OH = +38 kJ/mol
– Δvap H₂O = +44 kJ/mol
Passo 2
Primeiro, escreve a reação balanceada pra combustão do metanol:
Passo 3
Como o metanol está no estado líquido, a gente primeiro precisa vaporizá-lo pra usar as energias de ligação (que valem para gás). Então:
Passo 4
Agora quebra todos os “bonds” dos reagentes em fase gasosa (CH₃OH(g) e O₂(g)). Quebras em kJ/mol:
• CH₃OH(g):
– 3 C–H: 2047,6 ;+; 747,45 ;+; 38 ;=; 2833,05 kJ
– 1 C–O:
– 1 O–H:
Soma das quebras em CH₃OH(g) = kJ
• O₂(g):
– 1,5 (O=O): kJ
Total de energia para quebrar ligações + vaporização:
Passo 5
Agora forma as ligações dos produtos (CO₂(g) e H₂O(ℓ)):
• CO₂(g): 2 C=O → 1608,4 ;+; 1854,4 ;+; 88 ;=; 3551, (≈3550,8) kJ kJ liberados
• H₂O(ℓ): primeiro forma 2 H₂O(g), depois condensa:
– Formação de 2 H₂O(g): cada H₂O tem 2 O–H → kJ liberados
– Condensação de 2 H₂O(g): kJ liberados
Total de energia liberada formando produtos:
Passo 6
Agora é só aplicar a fórmula da Termoquímica via energia de ligação:
Deçãçõçõ
De
Resposta
ΔH da combustão do CH₃OH(ℓ) a 25 °C ≈ −718 kJ/mol.