Quando o carbureto de tungstênio é queimado com excesso de oxigênio em uma bomba calorimétrica, encontra-se De<a U(300 K)=284,76 Kcal para a seguinte reação:
WC(s)+5 / 2 O2(g) WO3(g)+CO2(g)
a) Calcular o valor de De<a H, a 300 K
b) Qual é o calor de formação de WC, se os calores de combustão De<a H do carbono e do tungstênio puros, nessas condições, são: -94,05 Kcal e -195,70 Kcal respectivamente?

Passo 1

O enunciado dá a reação de combustão
WC(s)+tfrac52,O2(g)longrightarrow WO3(g)+CO2(g)
e informa que, a volume constante, a variação de energia interna é De<a U(300 K)=-284,76 kcal (o sinal negativo indica que o sistema liberou calor).
Conteúdos necessários:
1. Relação entre De<a U e De<a H para variação de gases.
2. Lei de Hess para obter calor de formação de WC.

Passo 2

Para passar de De<a U (constante V) para De<a H (constante p) usamos
De<a H = De<a U + De<a ng,R,T
onde De<a ng é a variação do número de mols gasosos.
Reagentes gasosos: tfrac52=2,5 mol de O2.
Produtos gasosos: 1 mol de CO2 + 1 mol de WO3 = 2 mol.
Logo
De<a ng = 2 - 2,5 = -0,5
Tomando R=1,987 calcdotmol^-1K^-1=0,001987 kcalcdotmol^-1K^-1 e T=300 K,
De<a ng,R,T = (-0,5)times0,001987times300 approx -0,2978 kcal
Portanto
De<a H = -284,76 + (-0,2978)approx -285,06 kcal

Passo 3

Agora usamos a Lei de Hess para a formação de WC(s). Considere as combustões dadas:
W(s)+tfrac32,O2longrightarrow WO3(g),;De<a Hc=-195,70 kcal,
C(s)+O2longrightarrow CO2(g),;De<a Hc=-94,05 kcal
Somando essas duas equações obtém-se
W+C+tfrac52,O2longrightarrow WO3+CO2,De<a H=-195,70-94,05=-289,75 kcal
Por outro lado, esse processo pode ser decomposto em:
1. W+CtoWC, com De<a Hf(WC) (o que queremos).
2. WC+tfrac52,O2toWO3+CO2, com De<a H=-285,06 kcal (do Passo 2).
Pela aditividade de entalpias:
-289,75 = De<a Hf(WC) + (-285,06)
Isolando De<a Hf(WC):
De<a Hf(WC) = -289,75 - (-285,06) = -4,69 kcal

Resposta

a) De<a H(300 K)approx -285,06 kcal
b) De<a Hfl[WC(s)r]approx -4,69 kcal

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