Considere a combustão de metanol líquido, CH3 OH(1) :
CH3 OH(l)+3 / 2 O2(g) CO2(g)+2 H2 O(l) De
a) Qual é o De para a reação inversa?
b) Faça o balanceamento da reação direta com coeficientes inteiros. Qual é o De para a equação representada por essa equação?
c) Qual é a mais provável de ser termodinamicamente favorável, a reação direta ou a inversa?
d) Se a reação produzisse H2 O(g) em vez de H2 O(1) você esperaria que o valor de De fosse mais positivo, mais negativo ou permanecesse o mesmo? Explique. Dado: De

Passo 1

Beleza, a questão é sobre a entalpia (ΔH) da reação de combustão do metanol, tanto direta quanto inversa, balancear com coeficientes inteiros, decidir qual direção é mais favorável e comparar o ΔH se a água saísse no estado gasoso.
Matéria: termodinâmica – entalpia de reação e aplicação da Lei de Hess.
O que vamos usar:
  • Propriedade de função de estado: ao inverter a reação, ΔH troca de sinal.
  • Se multiplicar a reação por um fator, ΔH também multiplica.
  • Entalpia de vaporização ΔH_vap para ajustar se a água sair como vapor.

Passo 2

a) Reação original:
CH3OH(l)+tfrac32,O2(g)toCO2(g)+2,H2O(l)De
Para a reação inversa basta trocar produto por reagente e vice-versa, e ΔH vira +726,5 kJ.
b) Queremos coeficientes inteiros: multiplica tudo por 2:
2,CH3OH(l)+3,O2(g)to2,CO2(g)+4,H2O(l)
Como dobramos a reação, dobramos a entalpia:
De

Passo 3

c) Termodinamicamente mais favorável é a reação que libera calor (exotérmica). A combustão direta tem ΔH negativo, então ela é a que “quer” acontecer.

Passo 4

d) Se formarmos De em vez de , precisamos suprir a entalpia de vaporização (+44 kJ/mol) para cada mol de água. Na equação original há 2 mol de água, então:
Logo, o ΔH fica menos negativo (mais “positivo”) porque gastamos energia para vaporizar a água.

Resposta

a) +726,5 kJ
b)
2,CH3OH(l)+3,O2to2,CO2+4,H2O(l), De
c) A reação direta (combustão) é termodinamicamente mais favorável.
d) ΔH fica mais positivo (menos exotérmico), no caso –638,5 kJ, por causa da vaporização da água.

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