Determine os calores das reações abaixo a 298 K :
Passo 1
O enunciado pede o calor (entalpia-padrão de reação a 298 K) da reação
Informações relevantes fornecidas pelo enunciado:
O que precisamos encontrar:
a
(ou seja, entalpia padrão de reação por mol de
que se decompõe). Não há outras informações no enunciado (vamos usar entalpias-padrão de formação tiradas de tabelas termodinâmicas).
Passo 2
Conceito e fórmula que vamos usar (explicadinho): a entalpia padrão de formação
de uma substância é a variação de entalpia quando 1 mol dessa substância é formado a partir dos elementos em suas formas padrão, à pressão de 1 bar e à temperatura dada (aqui 298 K). É uma tabela que encontramos em livros ou tabelas termodinâmicas.
Regra prática (Lei de Hess, muito usada em provas): a entalpia de reação é a soma das entalpias de formação dos produtos menos a soma das entalpias de formação dos reagentes, ponderadas pelos coeficientes estequiométricos. Em fórmula:
onde
são os coeficientes estequiométricos (para esta reação todos são 1). Explicando cada símbolo:
-
é o calor da reação a 298 K (em ). -
são as entalpias padrão de formação (em ). -
são coeficientes (positivos) dos produtos; dos reagentes.
Sinal: somamos produtos e subtraímos reagentes. Resultado positivo = reação endotérmica (absorve calor); negativo = exotérmica (libera calor).
Passo 3
Escolha dos valores de entalpia-padrão de formação (valores de tabela padrão a 298 K). Estou pegando os valores em tabelas termodinâmicas usuais:
Obs.: escrevi explicitamente que peguei esses números das tabelas padrão (valores arredondados com casas decimais comuns em tabelas).
Passo 4
Aplicando a fórmula da Lei de Hess para esta reação (todos os coeficientes valem
):
Passo 5
Substituindo os valores numéricos e fazendo as contas passo a passo (vou mostrar cada soma/subtração para você replicar na prova sem calculadora):
Primeiro soma das entalpias dos produtos:
Primeiro soma das entalpias dos produtos:
Agora subtraímos a entalpia do reagente (observe os sinais):
Subtrair um negativo é somar:
Passo 6
Interpretação e check rápido: o resultado é
. O sinal positivo diz que a decomposição de
em
e
é endotérmica: absorve cerca de
por mol de
decomposto. Na hora da prova, se te pedirem arredondamento, costuma-se dar com uma casa decimal ou sem casas, dependendo da instrução; eu deixei com uma casa decimal (valores tabelados têm incertezas próprias).