Calcule a entalpia de reação a 298 K para a seguinte reação:
CH4(g)+2 O2(g) Leftrightarrow CO2(g)+2 H2 O(l)

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular a entalpia de reação a 298 K para a combustão do metano:
CH4(g) + 2 O2(g) Leftrightarrow CO2(g) + 2 H2O(l)
Para isso, vamos usar o conceito de entalpia padrão de formação das substâncias envolvidas na reação. Precisaremos das entalpias de formação de cada reagente e produto, que geralmente estão tabeladas.

Passo 2

Primeiro, vamos listar as entalpias padrão de formação ($ \Delta H_f^\circ $) de cada substância envolvida na reação:
  • $ \Delta H_f^\circ $ da $ \mathrm{CH}_4(\mathrm{~g}) $ = -74,8 kJ/mol
  • $ \Delta H_f^\circ $ da $ \mathrm{O}_2(\mathrm{~g}) $ = 0 kJ/mol (elemento na forma padrão)
  • $ \Delta H_f^\circ $ da $ \mathrm{CO}_2(\mathrm{~g}) $ = -393,5 kJ/mol
  • $ \Delta H_f^\circ $ da $ \mathrm{H}_2\mathrm{O}(\mathrm{l}) $ = -285,8 kJ/mol

Passo 3

Agora, vamos usar a fórmula para calcular a entalpia de reação ($ \Delta H_{reação}^\circ $):
Deçã
Isso significa que somamos as entalpias de formação dos produtos e subtraímos a soma das entalpias de formação dos reagentes.

Passo 4

Calculando a soma das entalpias de formação dos produtos:
  • Para $ \mathrm{CO}_2(\mathrm{~g}) $: $ 1 \times (-393,5) = -393,5 $ kJ
  • Para $ 2 \mathrm{H}_2\mathrm{O}(\mathrm{l}) $: $ 2 \times (-285,8) = -571,6 $ kJ
    Total dos produtos: $ -393,5 + (-571,6) = -965,1 $ kJ

Passo 5

Calculando a soma das entalpias de formação dos reagentes:
  • Para $ \mathrm{CH}_4(\mathrm{~g}) $: $ 1 \times (-74,8) = -74,8 $ kJ
  • Para $ 2 \mathrm{O}_2(\mathrm{~g}) $: $ 2 \times 0 = 0 $ kJ
    Total dos reagentes: $ -74,8 + 0 = -74,8 $ kJ

Passo 6

Agora, aplicando a fórmula:
Deçã

Resposta

A entalpia de reação a 298 K para a combustão do metano é $ \Delta H_{reação}^\circ = -890,3 $ kJ.

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