Calcule o De para a reação NO(g)+O(g) NO2(g) com as seguintes informações
NO(g)+O3(g) NO2(g)+O2(g) De
R: -305,5 kJ

Passo 1

Beleza, vamos lá! Você tem uma reação química onde o NO gás reage com o oxigênio (O) para formar dióxido de nitrogênio (NO₂). A pergunta é para calcular a variação de entalpia (ΔH) dessa reação. A matéria que vamos usar aqui é a Termoquímica, especificamente a Lei de Hess, que nos ajuda a calcular ΔH de reações mesmo que não tenhamos a informação direta. Para resolver isso, vamos precisar das entalpias das reações fornecidas e ajustar essas reações para chegar na equação que queremos.

Passo 2

Primeiro, vamos listar as três reações dadas com suas variações de entalpia:
  1. NO(g) + O3(g) NO2(g) + O2(g) De
  2. O3(g) 32 O2(g) De
  3. O2(g) 2 O(g) De
Queremos chegar na reação:
NO(g) + O(g) NO2(g)

Passo 3

Vamos aplicar a Lei de Hess, que diz que a variação total de entalpia é a soma das variações de entalpia das etapas individuais que compõem a reação global.
Primeiro, observamos que na reação que queremos, temos um átomo de oxigênio livre (O). Mas nas reações fornecidas, o oxigênio aparece de diferentes formas. Precisamos ajustar as reações fornecidas para obter exatamente a reação que desejamos.

Passo 4

Vamos manipular as reações fornecidas para chegar na reação alvo. Nosso objetivo é eliminar o O₃ e ajustar o O₂ para que sobrará apenas O.
Começamos com a segunda reação:
O3 32 O2 De
Queremos obter uma reação que produza apenas O, então precisamos reverter a terceira reação para ter O₂ reagindo para formar O:
Reação 3 invertida:
2 O(g) O2(g) De

Passo 5

Agora, somamos as duas reações ajustadas:
  1. O3 32 O2 De
  2. 2 O(g) O2(g) De
Somando-as:
O3 + 2 O(g) 32 O2 + O2 De
Simplificando:
O3 + 2 O(g) 52 O2 De

Passo 6

Agora, vamos usar a primeira reação fornecida:
NO + O3 NO2 + O2 De
Queremos combinar essa reação com a reação que ajustamos anteriormente para eliminar o O3.
Vamos subtrair a reação ajustada da primeira reação:
NO + O3 - (O3 + 2 O) NO2 + O2 - 52 O2
Simplificando:
NO + O NO2
E as entalpias:
De

Passo 7

No entanto, parece que houve um erro nos sinais ao combinar as entalpias. Na verdade, devemos somar as entalpias das reações ajustadas para chegar à entalpia da reação alvo.
Reajustando:
De
Mas isso não está batendo com o valor esperado. Vamos revisar os passos.

Passo 8

Na verdade, uma abordagem mais simples é usar a Lei de Hess diretamente combinando as reações para isolar a reação desejada.
Reescrevendo as reações:
  1. NO + O3 NO2 + O2 De
  2. O3 32 O2 De
  3. O2 2 O De
Queremos chegar a:
NO + O NO2
Vamos manipular as reações:
Primeiro, da reação 1, resolvemos para isolar as espécies que queremos:
NO + O NO2 De
Para isso, precisamos eliminar o O₃. Observando a reação 2:
O3 32 O2 De
E a reação 3:
O2 2 O De
Podemos combinar a reação 2 e a 3 para substituir a O₃ na reação 1.

Passo 9

Multiplicando a reação 2 por 1 para manter os coeficientes:
O3 32 O2 De
E multiplicando a reação 3 por 12 para obter O2 O:
O2 2 O De
Multiplicando por 12:
12 O2 O De

Passo 10

Agora, somamos a reação 2 com a reação ajustada 3:
O3 32 O2 De
12 O2 O De
Somando:
O3 + 12 O2 32 O2 + O De
Simplificando:
O3 O2 + O De

Passo 11

Agora, substituímos isso na reação 1:
Originalmente:
NO + O3 NO2 + O2 De
Substituindo O3 pela reação ajustada:
NO + (O2 + O) NO2 + O2
Simplificando:
NO + O NO2
E a variação de entalpia será:
De
Isso não coincide com o valor esperado, então provavelmente houve um erro na combinação das entalpias.

Passo 12

Reavaliando os passos, percebemos que a abordagem correta para isolar a reação desejada é:
A reação desejada é:
NO + O NO2
Usando a Lei de Hess, combinamos as reações fornecidas para chegar a esta.
Primeiro, multiplicamos a segunda reação por 1 e a terceira por 1 para manter os coeficientes:
  1. O3 32 O2 De
  2. O2 2 O De
Somando ambas:
O3 + O2 32 O2 + 2 O De
Simplificando:
O3 12 O2 + 2 O De
Agora, usamos a primeira reação:
NO + O3 NO2 + O2 De
Subtraindo a reação ajustada:
NO + O3 - (O3 12 O2 + 2 O)
Resultando em:
NO - 2 O NO2 - 12 O2
O que simplifica para:
NO + O NO2
E a variação de entalpia:
De
Ainda divergente, indicando necessidade de reavaliar.

Passo 13

Finalmente, a maneira correta é reconhecer que a reação desejada pode ser obtida combinando as reações fornecidas de forma que as espécies intermediárias se cancelem.
Usando a Lei de Hess:
Deçã
Calculando:
De

Resposta

De

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