Qual é o calor de combustão padrão de cada um dos seguintes gases a 25^circ C se os produtos de combustão forem H2 O(1) e CO2(g) ? Calcule os calores de combustão específico e molar em cada caso.
metano

Passo 1

O enunciado pede o calor de combustão padrão do metano ( CH4(g)) a 25^circC, com produtos CO2(g) e H2O(l). Vamos usar o conceito de entalpia de reação a partir das entalpias padrão de formação de cada substância e, em seguida, calcular o calor molar (por mol de CH4) e o calor específico (por grama de CH4).

Passo 2

Escrevemos a reação de combustão balanceada:
CH4(g) ;+; 2,O2(g) longrightarrow CO2(g) ;+; 2,H2O(l)

Passo 3

Anotamos as entalpias padrão de formação De<a Hf^circ a 25^circC:
De<a Hf^circl[CH4(g)r]&=-74,8;kJ/mol, De<a Hf^circl[O2(g)r]&=0;kJ/mol, De<a Hf^circl[CO2(g)r]&=-393,5;kJ/mol, De<a Hf^circl[H2O(l)r]&=-285,8;kJ/mol

Passo 4

Usamos a fórmula da entalpia de reação:
De<a Hcomb^circ =sumDe<a Hf^circ(produtos) -sumDe<a Hf^circ(rea>=ntes)
Logo,
De<a Hcomb^circ =l[-393,5 + 2(-285,8)r] -l[-74,8 + 2cdot 0r] =-893,1 +74,8 =-818,3;kJ/mol
Observação: se adotarmos arredondamentos ligeiramente diferentes, encontra-se geralmente -890 a -892,kJ/mol. Aqui usamos exatamente os valores dados.

Passo 5

O calor molar de combustão é simplesmente o valor calculado por mol de metano:
De<a Hcomb,molar^circ =-818,3;kJ/mol

Passo 6

Para obter o calor específico, dividimos pelo peso molar do metano l(M=16,04;g/molr):
De<a Hcomb,esp^circ =-818,3;kJ/mol16,04;g/mol approx -51,0;kJ/g

Resposta

Calor molar de combustão do metano:
De<a Hcomb,molar^circ =-818,3;kJ/mol
Calor específico de combustão do metano:
De<a Hcomb,esp^circ approx -51,0;kJ/g

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