Calcule a entalpia de formação do etanol sabendo que as entalpias de formação do CO2(g) e da água são, respectivamente, –394 kJ/mol e –286 kJ/mol e que a sua entalpia de combustão é –1 368 kJ/mol. Qual seria a energia liberada na combustão completa de 920 g de etanol?

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! Aqui, a gente precisa calcular a entalpia de formação do etanol usando as informações das entalpias de formação do dióxido de carbono ( ceCO2(g)) e da água ( ceH2O(l)), além da entalpia de combustão do etanol. Depois, vamos descobrir quanta energia é liberada na combustão completa de 920 g de etanol. Para isso, vamos usar conceitos de entalpia de formação e entalpia de combustão, além da Lei de Hess.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que é entalpia de formação e entalpia de combustão:
  • Entalpia de formação ( De): É a quantidade de energia envolvida na formação de 1 mol de um composto a partir de seus elementos nas condições padrão.
  • Entalpia de combustão ( De): É a quantidade de energia liberada quando 1 mol de uma substância é totalmente queimada em oxigênio.

Passo 3

Vamos escrever a equação balanceada da combustão do etanol ( ceC2H5OH):
ceC2H5OH(l) + 3 O2(g) -> 2 CO2(g) + 3 H2O(l)
Essa equação mostra que 1 mol de etanol reage com 3 mols de oxigênio para formar 2 mols de dióxido de carbono e 3 mols de água.

Passo 4

Usando a Lei de Hess, podemos relacionar as entalpias de formação dos reagentes e produtos com a entalpia de combustão:
Substituindo os valores conhecidos:
-1368, kJ/mol = [2 times (-394) + 3 times (-286)] - [De
Note que a entalpia de formação do ceO2(g) é zero porque é um elemento na forma padrão.

Passo 5

Vamos resolver a equação para encontrar De:
-1368 = [2 times (-394) + 3 times (-286)] - De
Calculando os produtos:
2 times (-394) = -788, kJ
3 times (-286) = -858, kJ
Somando:
-788 + (-858) = -1646, kJ
Substituindo de volta:
-1368 = -1646 - De

Passo 6

Agora, isolamos De:
De
Então, a entalpia de formação do etanol é -278 kJ/mol.

Passo 7

Agora, vamos calcular a energia liberada na combustão completa de 920 g de etanol. Primeiro, precisamos descobrir quantos mols de etanol temos:
Massa molar do etanol = C(12) times 2 + H(1) times 6 + O(16) times 1 = 24 + 6 + 16 = 46, g/mol
Número de mols = 920, g46, g/mol = 20, mols ú

Passo 8

Sabendo que a entalpia de combustão é -1368, kJ/mol, a energia liberada para 20 mols será:
Energia = 20, mols times (-1368, kJ/mol) = -27360, kJ

Resposta

A energia liberada na combustão completa de 920 g de etanol é -27.360 kJ.

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