Considerando a reação representada por:
\mathrm{CH}_{4}(\mathrm{~g})+\mathrm{O}_{2}(\mathrm{~g}) \rightarrow \mathrm{CO}_{2}(\mathrm{~g})+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(\mathrm{l})
onde: \mathrm{C}-\mathrm{H} \rightarrow 413 \mathrm{KJ} ; \mathrm{O}=\mathrm{O} \rightarrow 494 \mathrm{KJ} ; \mathrm{C}=\mathrm{O} \rightarrow 804 \mathrm{KJ} ; \mathrm{O}-\mathrm{H} \rightarrow 463 \mathrm{KJ}
Qual a variação de entalpia ( \Delta \mathrm{H} ) da referida reação?

Passo 1

O enunciado apresenta a reação de combustão do metano, que precisa estar balanceada antes de calcularmos a variação de entalpia pela soma das energias de ligação. A reação balanceada é
\mathrm{CH}_{4}(g) + 2\,\mathrm{O}_{2}(g) \rightarrow \mathrm{CO}_{2}(g) + 2\,\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}(l).
O conteúdo aqui é usar a fórmula
\Delta H_\text{reação} = \sum E_\text{quebradas} \;-\;\sum E_\text{formadas}çã
e as energias de ligação fornecidas: \mathrm{C–H}=413, \mathrm{O=O}=494, \mathrm{C=O}=804, \mathrm{O–H}=463 (todas em k J\cdot mo l^{-}¹).

Passo 2

Contamos as ligações que são quebradas nos reagentes:
  • Em \mathrm{CH}_{4} quebramos 4 ligações \mathrm{C–H}: energia total
4\times 413 = 1652\text{ kJ}.
  • Em 2\,\mathrm{O}_{2} quebramos 2 ligações \mathrm{O=O}: energia total
2\times 494 = 988\text{ kJ}.
Logo, a soma das energias de ligação quebradas é
E_\text{quebradas}=1652 + 988 = 2640\text{ kJ}.

Passo 3

Agora, as ligações formadas nos produtos:
  • Em \mathrm{CO}_{2} formam-se 2 ligações \mathrm{C=O}:
2\times 804 = 1608\text{ kJ}.
  • Em 2\,\mathrm{H}_{2}\mathrm{O} formam-se 4 ligações \mathrm{O–H} (2 por molécula):
4\times 463 = 1852\text{ kJ}.
Logo, a soma das energias de ligação formadas é
E_\text{formadas}=1608 + 1852 = 3460\text{ kJ}.

Passo 4

Aplicando a fórmula da entalpia de reação:
\Delta H_\text{reação} = E_\text{quebradas} - E_\text{formadas} = 2640 - 3460 = -820\text{ kJ}.çã

Resposta

\displaystyle \Delta H = -820\text{ kJ}

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