Considere as reações:
(I)
(II)
(III)
Sabendo que:
(A)
(B)
(C)
e que:
determine os valores de:
(I)
(A)
Passo 1
O que o exercício pede:
- Determinar os valores de
, que são as variações de entalpia das reações (I), (II) e (III), respectivamente.
Informações fornecidas (copiadas do enunciado):
- Reações incógnitas:
- Reações dadas:
e
Passo 2
Breve lembrete da ferramenta que vamos usar (explicada de forma didática):
- A regra de Hess: a variação de entalpia é uma função de estado — isso significa que se uma reação pode ser obtida somando outras reações, a entalpia da reação global é a soma das entalpias das reações parciais.
- Operações permitidas:
- Somar equações químicas → somam-se os
. - Multiplicar uma equação por um número
→ multiplica-se por . - Inverter uma equação → muda-se o sinal de
.
Exemplo rápido e concreto: setem e tem , então somando obtemos com .
- Somar equações químicas → somam-se os
Passo 3
Relacionando (I) e (II) com (A):
- Somando as reações (I) e (II) temos:
os termos se cancelam, resultando em - Pela regra de Hess, a entalpia dessa soma é
. Como essa reação é exatamente a reação (A) com , obtemos a equação
Passo 4
Usando (B) para obter
:
- A reação (B) é
- Dividindo essa equação por
(operação permitida), obtemos A entalpia também é dividida por , logo - Essa equação dividida é exatamente a reação (II), portanto
Passo 5
Determinar
usando
:
- Substituindo
em :
Passo 6
Determinar
usando (C) e a formação de
:
- Some as duas reações relacionadas ao metano (a formação e a combustão do metano dadas):
Somando as equações obtemos
A entalpia dessa soma é
- Agora escreva o mesmo resultado como soma de entalpias de formação a partir dos elementos usando reações conhecidas: reação (A)
e duas vezes a reação (III) Somando essas duas contribuições obtém-se a mesma equação global com entalpia total - Igualando as duas expressões para a mesma reação:
Resolva para :
Passo 7
Verificação rápida de consistência:
-
— coincide com (A). - Para água:
e — coincide com soma usada antes. Tudo consistente.