Considere as duas reações:
Determine a variação de entalpia padrão de reação (
) para o processo:
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão envolve termodinâmica, mais especificamente a variação de entalpia nas reações químicas. Precisamos usar o conceito de Hess para determinar a variação de entalpia padrão da reação $ 2,\mathrm{B} \rightarrow \mathrm{C} $. Para isso, vamos trabalhar com as duas reações fornecidas e manipular elas de maneira que consigamos chegar na reação que queremos.
Passo 2
Primeiro, vamos anotar as reações fornecidas e suas variações de entalpia:
- $ \mathrm{A} \rightarrow 2,\mathrm{B}
\Delta \mathrm{H}^{\circ}_{\mathrm{rxn}} = +456,7,\mathrm{kJ/mol} $ - $ \mathrm{A} \rightarrow \mathrm{C}
\Delta \mathrm{H}^{\circ}_{\mathrm{rxn}} = -22,1,\mathrm{kJ/mol} $
Passo 3
Nosso objetivo é encontrar $ \Delta \mathrm{H}^{\circ}_{\mathrm{rxn}} $ para a reação $ 2,\mathrm{B} \rightarrow \mathrm{C} $.
Para isso, vamos usar o Princípio de Hess, que diz que a variação total de entalpia para uma reação química é a soma das variações de entalpia das etapas individuais que levam à reação global, independente do caminho.
Passo 4
Vamos inverter a primeira reação para que $ 2,\mathrm{B} $ seja reagente:
Inverter a reação $ \mathrm{A} \rightarrow 2,\mathrm{B} $ resulta em:
$ 2,\mathrm{B} \rightarrow \mathrm{A}
\Delta \mathrm{H}^{\circ}_{\mathrm{rxn}} = -456,7,\mathrm{kJ/mol} $
Lembrete: Quando invertemos uma reação, mudamos o sinal da variação de entalpia.
Passo 5
Agora, temos:
- $ 2,\mathrm{B} \rightarrow \mathrm{A}
\Delta \mathrm{H}^{\circ} = -456,7,\mathrm{kJ/mol} $ - $ \mathrm{A} \rightarrow \mathrm{C}
\Delta \mathrm{H}^{\circ} = -22,1,\mathrm{kJ/mol} $
Vamos somar essas duas reações para obter a reação desejada:
$ 2,\mathrm{B} \rightarrow \mathrm{A} $
$ \mathrm{A} \rightarrow \mathrm{C} $
$ 2,\mathrm{B} \rightarrow \mathrm{C} $
Passo 6
Agora, somamos as variações de entalpia das duas reações:
$ \Delta \mathrm{H}^{\circ}_{\mathrm{total}} = -456,7,\mathrm{kJ/mol} + (-22,1,\mathrm{kJ/mol}) = -478,8,\mathrm{kJ/mol} $
Resposta
A variação de entalpia padrão de reação para $ 2,\mathrm{B} \rightarrow \mathrm{C} $ é $ \Delta \mathrm{H}^{\circ}_{\mathrm{rxn}} = -478,8,\mathrm{kJ/mol} $.