Determinar o calor de reação para as reações e temperaturas em graus Celsius ( { }^{\circ} \mathrm{C} ) abaixo especificadas:
Alana: \quad \mathrm{NH}_{3(\mathrm{~g})}+2 \mathrm{O}_{2(\mathrm{~g})} \rightarrow \mathrm{NO}_{(\mathrm{g})}+(3 / 2) \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{(\mathrm{g})} a 400^{\circ} \mathrm{C}
Ana Barbara: 2 \mathrm{CaC}_{2(\mathrm{~s})}+2 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{(\mathrm{l})} \rightarrow 2 \mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{2(\mathrm{~g})}+2 \mathrm{CaO}_{(\mathrm{s})} a 90^{\circ} \mathrm{C}
Ana Beatriz: 3 \mathrm{NO}_{2(\mathrm{~g} 0}+4 \mathrm{NH}_{3(\mathrm{~g})} \rightarrow 3 / 2 \mathrm{~N}_{2(\mathrm{~g})}+6 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{(\mathrm{g})} a 700^{\circ} \mathrm{C}
Ivan Victor: 2 \mathrm{NH}_{3(\mathrm{~g})}+3 \mathrm{NO}_{(\mathrm{g})} \rightarrow 3 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{(\mathrm{g}}+5 / 2 \mathrm{~N}_{2(\mathrm{~g})} a 600^{\circ} \mathrm{C}
José Altair: 6 \mathrm{NO}_{2(\mathrm{~g} 0}+8 \mathrm{NH}_{3(\mathrm{~g})} \rightarrow 3 \mathrm{~N}_{2(\mathrm{~g})}+12 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{(\mathrm{g})} a 600^{\circ} \mathrm{C}
José Augusto: \quad \mathrm{CO}_{2(\mathrm{~g})}+3 \mathrm{H}_{2(\mathrm{~g})} \rightarrow \mathrm{CH}_{3} \mathrm{OH}_{(\mathrm{~g})}+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{(\mathrm{g})} a 300^{\circ} \mathrm{C}
José Ronaldo: 2 \mathrm{CO}_{2(\mathrm{~g})}+6 \mathrm{H}_{2(\mathrm{~g})} \rightarrow 2 \mathrm{CH}_{3} \mathrm{OH}_{(\mathrm{~g})}+2 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{(\mathrm{g})} a 500^{\circ} \mathrm{C}
Kassia Gabriely: \mathrm{CH}_{3} \mathrm{OH}_{(\mathrm{g})}+1 / 2 \mathrm{O}_{2(\mathrm{~g})} \rightarrow \mathrm{HCHO}_{(\mathrm{g})}+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{(\mathrm{g})} a 200^{\circ} \mathrm{C}
Kelly Cristine: 1 / 2 \mathrm{~N}_{2(\mathrm{~g})}+1 / 2 \mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{4(\mathrm{~g})} \rightarrow \mathrm{HCN}_{(\mathrm{~g})} a 400^{\circ} \mathrm{C}
Lays Gonalves: \mathrm{H}_{2} \mathrm{~S}_{(\mathrm{g})}+3 / 2 \mathrm{O}_{2(\mathrm{~g})} \rightarrow \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{(\mathrm{g})}+\mathrm{SO}_{2(\mathrm{~g})} a 700^{\circ} \mathrm{C}
Marcela de Almeida: 2 \mathrm{H}_{2} \mathrm{~S}_{(\mathrm{g})}+3 \mathrm{O}_{2(\mathrm{~g})} \rightarrow 2 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{(\mathrm{g})}+2 \mathrm{SO}_{2(\mathrm{~g})} a 600^{\circ} \mathrm{C}
Millena Oliveira: \mathrm{H}_{2} \mathrm{~S}_{(\mathrm{g})}+2 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{(\mathrm{g})} \rightarrow 3 \mathrm{H}_{2(\mathrm{~g})}+5 \mathrm{O}_{2(\mathrm{~g})} a 500^{\circ} \mathrm{C}
Rafaela Cabral: \mathrm{N}_{2(\mathrm{~g})}+\mathrm{O}_{2(\mathrm{~g})} \rightarrow 2 \mathrm{NO}_{(\mathrm{g})} a 1200^{\circ} \mathrm{C}
Rian Victor: \mathrm{NH}_{3(\mathrm{~g})}+2 \mathrm{O}_{2(\mathrm{~g})} \rightarrow \mathrm{NO}_{(\mathrm{g})}+(3 / 2) \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{(\mathrm{g})} a 450^{\circ} \mathrm{C}
Ruth Pereira: \mathrm{CH}_{3} \mathrm{OH}_{(\mathrm{~g})}+1 / 2 \mathrm{O}_{2(\mathrm{~g})} \rightarrow \mathrm{HCHO}_{(\mathrm{g})}+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{(\mathrm{g})} a 250^{\circ} \mathrm{C}
Thais Ferreira: 2 \mathrm{CO}_{2(\mathrm{~g})}+6 \mathrm{H}_{2(\mathrm{~g})} \rightarrow 2 \mathrm{CH}_{3} \mathrm{OH}_{(\mathrm{~g})}+2 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{(\mathrm{g})} a 550^{\circ} \mathrm{C}
Thais Barbosa: \mathrm{H}_{2} \mathrm{~S}_{(\mathrm{g})}+3 / 2 \mathrm{O}_{2(\mathrm{~g})} \rightarrow \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{(\mathrm{g})}+\mathrm{SO}_{2(\mathrm{~g})} a 725^{\circ} \mathrm{C}
Thierson: 2 \mathrm{CaC}_{2(\mathrm{~s})}+2 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{(\mathrm{l})} \rightarrow 2 \mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{2(\mathrm{~g})}+2 \mathrm{CaO}_{(\mathrm{s})} a 95^{\circ} \mathrm{C}

OBS: Faça a reação que tem o seu nome.

Passo 1

O enunciado pede o calor de reação (entalpia de reação) para a reação atribuída a Thierson, que é
2\,\mathrm{CaC}_{2(s)} + 2\,\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}_{(l)} \;\longrightarrow\; 2\,\mathrm{C}_{2}\mathrm{H}_{2(g)} + 2\,\mathrm{CaO}_{(s)}
à temperatura de 95{}^{\circ}\mathrm{C}. O conteúdo aqui é termoquímica: para calcular a entalpia de reação a uma temperatura T\neq298\,\mathrm K usamos entalpias de formação padrão e aplicamos a lei de Kirchhoff, que envolve capacidades caloríficas.

Passo 2

Para qualquer reação química a uma temperatura T, a entalpia de reação é dada por
\Delta H_{\text{reação}}(T) = \sum_{\text{produtos}} \Delta H_{f}^{\circ}(298\,\mathrm K) - \sum_{\text{reagentes}} \Delta H_{f}^{\circ}(298\,\mathrm K) \;+\;\int_{298\,\mathrm K}^{T}\Bigl[\sum C_{p,\text{produtos}}(T') - \sum C_{p,\text{reagentes}}(T')\Bigr]\,\mathrm dT'.çã

Passo 3

Para aplicar essa expressão precisamos de duas informações:
  1. As entalpias de formação padrão \Delta H_{f}^{\circ}(298\,\mathrm K) de
    \mathrm{CaC}_{2(s)}, \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}_{(l)}, \mathrm{C}_{2}\mathrm{H}_{2(g)} e \mathrm{CaO}_{(s)}.
  2. As capacidades caloríficas C_{p}(T) desses mesmos compostos no intervalo de 298 K a 368 K (que corresponde a 95\circC).

Passo 4

O enunciado não fornece nem as entalpias de formação padrão nem as capacidades caloríficas necessárias para realizar o cálculo numérico. Sem esses dados, não é possível obter um valor numérico para \Delta H_{\text{reação}}(95{}^{\circ}\mathrm{C})çã.

Resposta

Não há dados de \Delta H_{f}^{\circ} nem de C_{p}(T) para os compostos; portanto, não é possível calcular numericamente o calor de reação a 95{}^{\circ}\mathrm{C}.

Exercícios relacionados