Dada a reação de combustão completa do benzeno, calcule a variação de entalpia padrão da reação de combustão de 1 mol de benzeno. Informe se essa reação é exotérmica ou endotérmica.
Passo 1
Beleza! A gente tem que calcular a variação de entalpia padrão da combustão completa de 1 mol de benzeno e dizer se é exotérmica ou endotérmica. Isso é Química Termodinâmica, mais especificamente uso da Lei de Hess e entalpias padrão de formação. Para resolver, vamos precisar:
- Montar a equação balanceada da reação de combustão do benzeno.
- Consultar as entalpias padrão de formação (ΔHf°) de cada substância envolvida.
- Aplicar a fórmula da variação de entalpia de reação:
Passo 2
Primeiro, a equação balanceada da combustão completa do benzeno (C₆H₆) é:
Aqui a gente conta átomos de C, H e O pra chegar no coeficiente 15/2 do O₂.
Passo 3
Agora, os valores de entalpia padrão de formação (ΔHf°) a 25 °C:
- ΔHf°[C₆H₆(l)] = +49,0 kJ/mol
- ΔHf°[O₂(g)] = 0 kJ/mol (elemento no estado padrão)
- ΔHf°[CO₂(g)] = –393,5 kJ/mol
- ΔHf°[H₂O(l)] = –285,8 kJ/mol
Passo 4
Aplicando a Lei de Hess:
Explicando a teoria: a entalpia de reação é a diferença entre a soma das entalpias de formação dos produtos (multiplicadas pelos coeficientes) e a soma das entalpias de formação dos reagentes.
Passo 5
Vamos calcular passo a passo:
- Soma produtos:
kJ
kJ
Total produtos = –2361,0 + (–857,4) = –3218,4 kJ - Soma reagentes:
kJ
Total reagentes = +49,0 kJ - Diferença:
kJ
Resposta
ΔH°⁰₍comb₎ = –3267,4 kJ por mol de C₆H₆ (reação exotérmica)