Considere a seguinte reação ocorrendo na temperatura chamada de Tcobalto.
São fornecidos os seguintes dados:
Tcobalto
Calcule:
A variação de entalpia entre as temperaturas 298 K e Tcobalto
Tcobalto
Calcule:
A variação de entalpia entre as temperaturas 298 K e Tcobalto
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício pede para calcular a variação de entalpia da reação envolvendo CoO, Co e O₂ quando a temperatura muda de 298 K para a temperatura de cobalto, que é 873 K. Isso está relacionado ao conteúdo de Termodinâmica, especificamente sobre como a entalpia muda com a temperatura usando as capacidades caloríficas. Para resolver, vamos precisar usar as fórmulas de variação de entalpia com base nas capacidades caloríficas fornecidas.
Passo 2
Primeiro, vamos entender que a variação de entalpia (ΔH) com a temperatura pode ser calculada integrando a capacidade calorífica (C_P) em relação à temperatura. A fórmula básica é:
Isso significa que precisamos integrar C_P de 298 K até 873 K para cada substância envolvida na reação.
Passo 3
Vamos identificar as substâncias na reação:
Então, a variação de entalpia total será:
Cada ΔH individual será calculada integrando C_P de 298 K a 873 K.
Passo 4
Vamos calcular cada ΔH separadamente. Primeiro, para o Co:
Integrando de 298 K a 873 K:
Integrando termo a termo:
Calculando:
Passo 5
Agora, para O₂:
Integrando de 298 K a 873 K:
Integrando termo a termo:
Calculando:
Passo 6
E para CoO:
Integrando de 298 K a 873 K:
Integrando termo a termo:
Calculando:
Passo 7
Agora, vamos calcular os valores numéricos:
Para Co:
Para O₂:
Para CoO:
Passo 8
Finalmente, substituímos na equação da variação de entalpia total:
Calculando:
Resposta
A variação de entalpia entre as temperaturas 298 K e 873 K é de aproximadamente 4.528 kJ/mol.