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 (
) e da água (
), 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 (
): 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 (
): 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 (
):
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:
Note que a entalpia de formação do
é zero porque é um elemento na forma padrão.
Passo 5
Vamos resolver a equação para encontrar
:
Calculando os produtos:
Somando:
Substituindo de volta:
Passo 6
Agora, isolamos
:
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:
Passo 8
Sabendo que a entalpia de combustão é
, a energia liberada para 20 mols será:
Resposta
A energia liberada na combustão completa de 920 g de etanol é -27.360 kJ.