Determine o calor padrão de reação a
e 1 atm da seguinte reação:
Passo 1
O enunciado pede: calcular o calor padrão de reação a
e
da reação
Informações relevantes fornecidas ou necessárias (vou usar valores tabulados comuns):
Valores de entalpia padrão de formação a
(valores tabulados usuais, unidades em
):
Capacidades caloríficas molares aproximadas (valores médios tabulados, unidades em
):
O objetivo é encontrar
, o calor padrão de reação à temperatura pedida.
Passo 2
Método escolhido (esclarecimento didático): usaremos a Lei de Kirchhoff para ajustar a entalpia padrão de reação de
para
. A Lei de Kirchhoff diz que
onde
. Aqui
são os coeficientes estequiométricos (positivos para produtos, negativos para reagentes). Explico as grandezas:
-
: entalpia padrão de reação na temperatura (unidade: ). -
: capacidade calorífica molar a pressão constante da substância (unidade: ); indica quanto a entalpia da substância muda por kelvin.
Se não tivermos as funçõesdetalhadas, uma aproximação prática é considerar constantes iguais a valores médios tabulados — isso simplifica a integral:
Vou usar essa aproximação (válida como primeira aproximação; a variação de
com
existe, mas o intervalo aqui gera erro pequeno na 2ª casa decimal).
Passo 3
Calcular
usando as entalpias padrão de formação e a Lei de Hess:
Substituindo (coeficientes todos iguais a 1):
Agora os números:
Calcule o termo dos reagentes:
Portanto
Interpretação: a reação é exotérmica a
com
.
Passo 4
Calcular
(assumindo
constantes iguais aos valores médios tabulados):
Substituindo números (unidade:
):
Calcule cada soma:
Logo
Passo 5
Calcular a correção de entalpia entre
e
usando a aproximação constante:
Substituindo:
Converter para
:
Passo 6
Aplicar a correção à entalpia de
:
Substituindo:
Arredondando de forma adequada (duas casas decimais) obtemos
Observações finais didáticas: usei aproximação de
constante; se você precisar de maior precisão, pode usar polinômios de
(Shomate ou tabelas JANAF) e calcular a integral
exatamente. Para a maioria das provas de graduação, essa aproximação com valores médios é aceita e dá resposta próxima à mais refinada.