- Calcule a entalpia de reação da formação do cloreto de alumínio anidro,
a partir dos seguintes dados:
Passo 1
O que o enunciado pede: calcular a entalpia padrão de reação da formação do cloreto de alumínio anidro segundo a reação
Informações dadas (peguei todas estas do enunciado):
- Reação (1):
com . - Reação (2):
com . - Reação (3):
com . - Reação (4):
com .
O objetivo é combinar essas equações (usando as regras de soma, multiplicação e inversão de equações termoquímicas) para obter a entalpia da reação alvo.
Passo 2
Conceito que vamos usar (aula rápida e prática): Lei de Hess.
- A Lei de Hess diz que a variação de entalpia de uma reação que pode ser escrita como soma algébrica de várias equações é igual à soma algébrica das entalpias dessas equações.
- Regras práticas ao aplicar Hess:
- Se multiplicar uma equação por um fator
, multiplica-se também por . - Se inverter-se uma equação, troca-se o sinal de
. - Podemos somar equações para cancelar espécies que aparecem com sinais opostos; as entalpias somam-se diretamente.
- Se multiplicar uma equação por um fator
Vou aplicar essas regras para eliminar espécies intermediárias (
,
,
,
) e chegar à reação desejada.
Passo 3
Primeira manipulação: transformar os
reagentes da reação (1) em
.
A reação (2) é com
. Invertendo-a obtemos
A reação (2) é
Multiplicando essa equação por
(porque há
na reação (1)) temos a transformação necessária e o acréscimo de entalpia
Agora somo essa transformação à reação (1). A reação (1) mais a conversão de
em gás resulta em:
A entalpia correspondente (chamo de
) é
onde
. Calculando:
Passo 4
Segunda manipulação: usar a reação (3) para eliminar
e
.
A reação (3) é com
. Multiplicando por
obtemos:
A reação (3) é
Agora somamos esta equação multiplicada por
à equação obtida no Passo 3 (
). Ao somar:
- O termo
aparece no lado esquerdo da equação do Passo 3 e no lado direito da equação multiplicada por ; eles se cancelam. - O termo
aparece no lado direito da equação do Passo 3 e no lado esquerdo da equação multiplicada por ; eles se cancelam.
O resultado da soma é exatamente a reação
A entalpia dessa reação (chamo de
) é a soma das entalpias envolvidas:
Passo 5
Última transformação: converter
em
.
A reação (4) é com
. Invertendo-a (para passar do aquoso ao sólido) obtemos
A reação (4) é
Como temos
mols de
, multiplicamos por
:
Somando essa transformação à reação obtida no Passo 4 (que produzia
), obtemos a reação alvo
A entalpia final é
Passo 6
Interpretação rápida e checagem: o valor
é negativo, ou seja, a formação do cloreto de alumínio sólido a partir de alumínio metálico e cloro gasoso libera calor (processo exotérmico), o que faz sentido físico para muitos haletos de metais reativos. Os sinais foram tratados usando as regras de Hess (inverter = trocar sinal; multiplicar = multiplicar
; somar = somar
).