A combustão do acetileno pode representar-se pela equação:
a) Calcule o
de formação do acetileno, sendo que os
de formação do
e
são dados abaixo.
b) Dado o
da reação de formação do acetileno. Determine o
para a reação de formação.
Dados:
b) Dado o
Passo 1
Beleza, o enunciado diz que a gente tem a reação de combustão do acetileno:
com ΔH°₍rxn₎ = –1300 kJ/mol.
a) Pede a ΔH° de formação do acetileno, sabendo ΔH°f do CO₂ (–393,5 kJ/mol) e da água líquida (–285,8 kJ/mol).
b) Usando ΔG°f do acetileno (209,2 kJ/mol), acha ΔS° da reação de formação dele.
a) Pede a ΔH° de formação do acetileno, sabendo ΔH°f do CO₂ (–393,5 kJ/mol) e da água líquida (–285,8 kJ/mol).
b) Usando ΔG°f do acetileno (209,2 kJ/mol), acha ΔS° da reação de formação dele.
Conteúdo envolvido: entalpia padrão de reação (ΔH°₍rxn₎ = ΣΔH°f(prod) – ΣΔH°f(reag)) e relação de energia livre ΔG° = ΔH° – T·ΔS°. Vamos precisar das entalpias de formação dadas, da equação acima e da temperatura padrão (298 K).
Passo 2
Para achar a entalpia de formação do acetileno (ΔH°f(C₂H₂)), usamos a fórmula geral da entalpia de reação:
Aqui:
– Produtos: 2 CO₂(g) e 1 H₂O(l)
– Reagentes: 1 C₂H₂(g) e 5/2 O₂(g) (ΔH°f(O₂)=0)
– Produtos: 2 CO₂(g) e 1 H₂O(l)
– Reagentes: 1 C₂H₂(g) e 5/2 O₂(g) (ΔH°f(O₂)=0)
Passo 3
Substituindo valores:
Calculando o colchete dos produtos:
2·(–393,5) = –787,0
–787,0 + (–285,8) = –1072,8
2·(–393,5) = –787,0
–787,0 + (–285,8) = –1072,8
Logo
Passo 4
Agora, para a parte (b), usamos a relação termodinâmica:
Aqui queremos ΔS° da reação de formação do acetileno (isto é, a reação que forma C₂H₂ a partir dos elementos no estado padrão). Colocamos ΔG°f e ΔH°f do acetileno e T = 298 K.
Passo 5
Isolando ΔS°:
Substituindo ΔH°f = +227,2 kJ/mol e ΔG°f = +209,2 kJ/mol:
Convertendo pra J/K·mol:
0,0604 kJ/K·mol × 1000 = 60,4 J/K·mol.
0,0604 kJ/K·mol × 1000 = 60,4 J/K·mol.
Resposta
ΔH°f(C₂H₂) = +227,2 kJ/mol
ΔS° (formação de C₂H₂) = +60,4 J/(K·mol)
ΔS° (formação de C₂H₂) = +60,4 J/(K·mol)