Considere a seguinte reação:
(a) Esta reação é exotérmica ou endotérmica? (b) Calcular a quantidade de calor transferida quando
de
são decompostos por esta reação a pressão constante. c) Para uma dada amostra de
, a mudança de entalpia durante a reação é
. Quantos gramas de gás metano são produzidos? (d) Quantos quilojoules de calor são liberados quando
de
reage completamente com
para formar
em pressão constante?
(a) Esta reação é exotérmica ou endotérmica? (b) Calcular a quantidade de calor transferida quando
Passo 1
O enunciado trata de calor de reação (entalpia) e estequiometria. A reação dada é
O conteúdo envolvido é termoquímica: identificar se a reação é exotérmica ou endotérmica, e usar relações de mol-entalpia com massa e calor trocado.
Passo 2
Para saber se a reação é exotérmica ou endotérmica, basta olhar o sinal de
. Como
(positivo), a reação absorve calor do meio, ou seja, é endotérmica.
Passo 3
Queremos o calor trocado quando
de
se decompõem.
- Massa molar de
:
- Moles de
em :
- Pela estequiometria,
mol de consomem . Logo, por mol de temos
- Para
mol, o calor absorvido é
Como a reação é endotérmica, o sistema absorve
.
Passo 4
Dado que, para certa amostra,
, quantos gramas de
são produzidos?
-
mol de consomem . Portanto, a quantidade de mols de reagida é
- Pela estequiometria, dessa quantidade de
gera-se o mesmo número de mols de ( ). Assim - Massa molar de
:
- Massa de
produzida:
Passo 5
Quando
queima para formar
, trata-se da reação inversa em metade de escala:
Para
de
:
- Moles de
:
- Calor liberado:
O sinal negativo indica que
são liberados.
Resposta
(a) Endotérmica.
(b) (absorvidos).
(c) de
.
(d) liberados.
(b)
(c)
(d)