Com os dados a
, calcule: Dados:
.
do
.
Passo 1
O enunciado fornece quatro reações com suas variações de entalpia padrão a
(peguei todos os números do enunciado) e pede o valor da entalpia padrão de formação a
de
, ou seja a entalpia da reação de formação padrão
As reações e
dadas são:
Objetivo claro: achar
.]
Passo 2
Breve aula (ferramenta que vamos usar): Lei de Hess e manipulação de equações termoquímicas.
- A Lei de Hess diz que a variação de entalpia entre um estado inicial e um estado final depende só desses estados, não do caminho. Assim podemos somar, subtrair e multiplicar equações termoquímicas, somando também as entalpias correspondentes.
- Regras práticas:
- Se uma equação é invertida, troca-se o sinal de
. - Se uma equação é multiplicada por um fator
, multiplica-se por . - Ao somar equações, espécies iguais em lados opostos se cancelam algebricamente.
Usaremos essas regras para eliminar, , e obter a reação de formação desejada.
- Se uma equação é invertida, troca-se o sinal de
Passo 3
Encontrar a entalpia de formação de
a partir de
e
.
A partir de (R3) e (R4) podemos obter a reação
A partir de (R3) e (R4) podemos obter a reação
fazendo
(isto é, subtrair as equações termodinâmicas corresponde a subtrair as entalpias):
Substituindo números:
Interpretação: formar
mol de
a partir de grafita e oxigênio libera
.
Passo 4
Determinar
do
(ou seja a entalpia da reação
).
Pegamos (R2) e o resultado do passo anterior. Invertendo (R2) obtemos
Pegamos (R2) e o resultado do passo anterior. Invertendo (R2) obtemos
com
(sinal trocado porque inverti R2). Agora some esta equação com
com
(do passo 3).
Ao somar,
e
se cancelam em lados opostos, sobrando
A variação de entalpia é a soma das duas:
Ou seja,
.
Passo 5
Encontrar relação entre
e
usando (R1) e (R2).
Escrevo (R1) e (R2):
Escrevo (R1) e
Agora subtraio a segunda equação da primeira (ou seja, faço
); ao subtrair as equações, os termos idênticos se cancelam, resultando:
que, reorganizando os lados, equivale a
A entalpia dessa reação é
mas atenção ao sinal: pela forma que escrevemos no passo (subtração direta) obtemos a equação original com
associada a
. Reescrevendo de forma mais clara:
(Verificação rápida: escrevendo balanço de entalpias:
.)]
Passo 6
Calcular
usando a equação do passo 5 e o valor de
do passo 4.
Da equação termoquímica do passo 5:
Como
(elemento no estado padrão), temos
Substituindo
(passo 4):