Calcule o De reação e De reação para a produção do tetracarbonil gasoso pelo processo Mond.

Passo 1

O enunciado pede para calcularmos ΔH°-reação e ΔS°-reação do processo Mond que forma tetracarbonil de níquel gasoso, a partir de Ni(s) e CO(g).
Conteúdo: Termoquímica (entalpia e entropia padrão de reação).
O que vamos precisar:
  • Escrever a reação química balanceada.
  • Conhecer (ou consultar) os valores de ΔH°f e S° de cada espécie.
  • Aplicar as fórmulas de ΔH°-reação = ∑ΔH°f(produtos) – ∑ΔH°f(reações) e ΔS°-reação = ∑S°(produtos) – ∑S°(reagentes).

Passo 2

Escrevendo a reação de Mond para o tetracarbonil de níquel:
Ni(s) + 4 CO(g) → Ni(CO)₄(g)
Para calcular ΔH° e ΔS° da reação, usamos respectivamente:
ΔH°₍reac₎ = Σ ΔH°f(produtos) – Σ ΔH°f(reagentes)
ΔS°₍reac₎ = Σ S°(produtos) – Σ S°(reagentes)

Passo 3

Agora, vamos montar uma tabelinha com os valores padrões (298 K, 1 atm):
• ΔH°f[Ni(s)] = 0 kJ/mol (elemento no estado padrão)
• ΔH°f[CO(g)] = –110,5 kJ/mol
• ΔH°f[Ni(CO)₄(g)] = –553,0 kJ/mol
• S°[Ni(s)] = 29,1 J/K·mol
• S°[CO(g)] = 197,7 J/K·mol
• S°[Ni(CO)₄(g)] = 482,0 J/K·mol

Passo 4

Calcular ΔH°₍reac₎:
ΔH°₍reac₎ = [1·(–553,0)] – [1·0 + 4·(–110,5)]
= –553,0 – (–442,0)
= –553,0 + 442,0
= –111,0 kJ

Passo 5

Calcular ΔS°₍reac₎:
ΔS°₍reac₎ = [1·482,0] – [1·29,1 + 4·197,7]
= 482,0 – (29,1 + 790,8)
= 482,0 – 819,9
= –337,9 J/K

Resposta

ΔH°₍reac₎ = –111,0 kJ
ΔS°₍reac₎ = –337,9 J/K

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