Calcule a entalpia padrão de formação do butano (reação abaixo), a 25^circ C, a partir da sua entalpia padrão de combustão. ( R: De )

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular a entalpia padrão de formação do butano a partir da sua entalpia padrão de combustão. Vamos usar conceitos de termodinâmica, especificamente a lei de Hess, que nos ajuda a relacionar diferentes entalpias de reação. Para isso, vamos precisar entender a reação de combustão do butano e as entalpias de formação dos produtos envolvidos.

Passo 2

Primeiro, vamos escrever a equação da combustão do butano. A combustão completa de um hidrocarboneto como o butano ( 2, C4H10(g) + 13, O2(g) 8, CO2(g) + 10, H2O(l) ) com oxigênio ( ) produz dióxido de carbono ( ) e água ( ). A equação balanceada fica assim:

Passo 3

Sabemos que a entalpia padrão de combustão do butano é . Isso significa que ao queimar 1 mol de butano, são liberados 125,2 kJ de energia.

Passo 4

Agora, vamos lembrar que a entalpia padrão de formação ( ) é a energia necessária para formar 1 mol de uma substância a partir de seus elementos nas condições padrão. Para o butano, a formação seria a partir de carbono sólido ( ) e hidrogênio gasoso ( ).

Passo 5

Aplicando a Lei de Hess, que nos permite somar entalpias de diferentes reações para obter a entalpia desejada, vamos relacionar a entalpia de combustão com as entalpias de formação dos produtos e reagentes.
A equação geral fica:

Passo 6

Vamos organizar as entalpias de formação:
  • Para os produtos:
    • :
    • :
  • Para os reagentes:
    • : (é o que queremos encontrar)
    • : (elemento na forma padrão)

Passo 7

Substituindo na equação da Lei de Hess:
-125,2 = [8 times (-393,5) + 10 times (-285,8)] - [2 times De

Passo 8

Vamos simplificar os cálculos:
-125,2 = [8 times (-393,5) + 10 times (-285,8)] - 2 times De
Calculando os produtos:
8 times (-393,5) = -3148 , kJ
10 times (-285,8) = -2858 , kJ
Somando:
-3148 + (-2858) = -6006 , kJ
Então:
-125,2 = -6006 - 2 times De

Passo 9

Isolando -2 times De:
-2 times De
De
Dividindo ambos os lados por -2:

Resposta

A entalpia padrão de formação do butano é .

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