Determine
da reação:
Dados:
- Combustão do eteno:
- Combustão do etano:
- Combustão do hidrogênio:
Passo 1
O problema pede para determinar o valor de
para a reação
Dados fornecidos (enthalpias de combustão):
- Combustão do eteno:
. - Combustão do etano:
. - Combustão do hidrogênio:
.
O que se pede: calcular o
(entalpia da reação de hidrogenação) da equação dada, usando os dados de combustão acima.
Passo 2
Conceito essencial (explicado de forma direta): entalpia é uma função de estado, então pelo Princípio de Hess podemos somar/subtrair reações conhecidas para obter a entalpia de outra reação. Em termos práticos, se uma combinação linear das equações conhecidas resulta na equação desejada, a mesma combinação linear dos
dessas equações dá o
pedido.
Vou escrever as equações de combustão balanceadas correspondentes aos dados (cada reação com sua
) para manipular por Hess.
Passo 3
Escrever as combustões balanceadas (usando água no estado padrão compatível com os dados):
Combustão do eteno:
Combustão do hidrogênio:
Somando essas duas equações obtemos:
A entalpia dessa soma é a soma das entalpias:
.
Compare agora com a combustão do etano:
Observação: as duas reações acima têm os mesmos produtos e a mesma quantidade de
; isso permite eliminar os termos correspondentes e obter a reação desejada.
Passo 4
Aplicando Hess: subtrair a equação da combustão do etano da soma das combustões de eteno e hidrogênio. Em termos de reações:
No lado das espécies isso dá, cancelando os produtos idênticos e o oxigénio:
que é exatamente a reação procurada.
Para as entalpias, fazemos a mesma combinação numérica:
Passo 5
Substituir os valores numéricos e calcular passo a passo:
Calcular a soma dos dois primeiros termos:
Agora subtrair
:
Interpretação do sinal:
significa que a reação é exotérmica e libera
por mol de eteno convertido (ou por mol da reação escrita).