Determine os calores das reações abaixo a 298 K :
Passo 1
O enunciado pede o calor (variação de entalpia padrão) da reação a
Pergunta: qual é
desta reação (em
)?
Informações que temos do enunciado: a equação química e a temperatura . Não há outras informações numéricas no enunciado, então vamos usar valores-padrão de entalpias de formação.
Informações que temos do enunciado: a equação química e a temperatura
Passo 2
Dados tabelados que vamos usar (valores padrão de entalpia de formação a
):
Observação rápida e amiga: esses números vêm das tabelas padrão de termodinâmica (tabelas de entalpia padrão de formação) — é comum usá-los em exercícios de química física/termodinâmica.
Passo 3
Conceito importante (aula rápida): a entalpia de formação padrão
de uma substância é a variação de entalpia quando 1 mol daquela substância é formado a partir dos elementos em seu estado padrão a
.
Regra chave (Lei de Hess): para qualquer reação, a variação de entalpia padrão é dada por
Regra chave (Lei de Hess): para qualquer reação, a variação de entalpia padrão é dada por
onde
são os coeficientes estequiométricos (produto positivo, reagente negativo na soma dos produtos menos reagentes). Essa fórmula é prática na prova: basta somar entalpias de formação dos produtos e subtrair a soma das dos reagentes, respeitando as estequiometrias.
Passo 4
Aplicando a fórmula à reação dada (os coeficientes são todos
):
Aqui expliquei cada termo: o primeiro é a entalpia de formação do produto (
), e entre colchetes estão as entalpias de formação dos reagentes (
e
).
Passo 5
Substituindo os valores tabelados (mostro a conta passo a passo para você repetir na prova):
Simplificando os parênteses:
Escrevendo a soma que resta:
Interpretação qualitativa (sem entregar só o número ainda): a soma dá um valor negativo, ou seja, a reação libera calor — é exotérmica. Isso faz sentido quimicamente: a formação de
a partir de
e
é um processo que libera energia.