Calcule a entalpia padrão de formação do
sólido, considerando os seguintes dados:
Passo 1
O que o enunciado pede:
- Calcular a entalpia padrão de formação de
, isto é, .
Informações fornecidas (copiadas do enunciado):
Observação final deste passo: o objetivo é obter a entalpia de formação a partir dos dados usando combinações das reações dadas (sem perguntar nada além do que já veio).]
Passo 2
Conceito que vou usar (explicação didática): Ley de Hess (prática).
- A Lei de Hess diz que a entalpia total de uma reação dependente só dos estados inicial e final, não do caminho. Assim, se eu somar (ou multiplicar, ou inverter) equações químicas, a entalpia da equação resultante é a soma (ou multiplicação, inversão de sinal) das entalpias correspondentes.
- Operações permitidas com entalpias:
- Se a equação é multiplicada por um fator
, multiplica-se por . - Se a equação é invertida, troca-se o sinal de
. - Se duas (ou mais) equações são somadas termo a termo, soma-se as entalpias.
- Se a equação é multiplicada por um fator
- Vou usar essas regras para combinar as três equações dadas e obter a reação de formação de
a partir dos elementos em seus estados padrão.
Passo 3
Identificar a reação de formação desejada e expressá-la com elementos:
- A entalpia padrão de formação de
corresponde à reação (elementos em estado padrão → composto):
Contagem de átomos: 1 Mg, 2 H (de
), 2 O (de
) — corresponde a
(dois O, dois H).
Passo 4
Preparar e ajustar as equações dadas para combiná-las de forma a obter a reação de formação.
- A primeira equação dada corresponde a 2 moles de
. Quero a forma por 1 mol de , então divido por 2:
(Explicação:
.)
- A segunda equação é
Para montar a formação de
quero uma equação que produza
. Então inverto esta equação (troco o sinal da entalpia):
(Explicação: inverter a reação troca o sinal de
.)
- A terceira equação dá a formação de 2 mols de água; quero a forma por 1 mol de
, então divido por 2:
(Explicação:
.)
Passo 5
Somar as três equações ajustadas e verificar cancelamentos (aplicando Hess passo a passo).
Escrevendo as três equações preparadas:
Agora somando as três reações termo a termo:
- Do lado esquerdo total aparece
. - Do lado direito total aparece
. - Cancelam-se
(produto da primeira e reagente da terceira) e (produto da segunda e reagente da terceira). - Os dois meios
somam .
Resultado líquido da soma:
Esse é precisamente a reação de formação que queríamos. Pela Lei de Hess, a entalpia da reação resultante é a soma das entalpias individuais usadas.
Passo 6
Somar numericamente as entalpias ajustadas:
Fazendo as contas em etapas:
Portanto a entalpia padrão de formação por mol de
é
.