A entalpia de combustão de 1,00 mold CH4(g) em dióxido de carbono e vapor dágua é -802 kJ em 298 K . Calcule a entalpia desta combustão na temperatura da chama emitida por um bico de Bunsen, 1200 K.

Passo 1

Beleza, olha só o que o exercício pede: “A entalpia de combustão de 1,00 mol de CH₄(g) em CO₂(g) + 2 H₂O(g) é –802 kJ a 298 K. Calcule a entalpia dessa combustão a 1200 K.”
Conteúdo: termodinâmica, mais especificamente a Lei de Kirchhoff para entalpia de reação. Vamos precisar da entalpia padrão a 298 K e das capacidades caloríficas (Cₚ) dos reagentes e produtos para integrar de 298 K até 1200 K.

Passo 2

Primeiro, escrevemos a reação e lembramos da Lei de Kirchhoff.
Reação:
CH4(g) + 2,O2(g)longrightarrow CO2(g) + 2,H2O(g)
A Lei de Kirchhoff diz que, para variação de entalpia a pressão constante:
De
onde .

Passo 3

Agora precisamos dos valores de médios (assumindo constantes entre 298 K e 1200 K). Vou usar valores típicos em J mol⁻¹ K⁻¹:

Passo 4

Calculamos De:
De
Substituindo:

Passo 5

Calculamos a variação de entalpia entre 298 K e 1200 K:
De
Convertendo ΔCₚ para kJ/(mol·K): De e ΔT = 1200 K – 298 K = 902 K.

Resposta

A entalpia de combustão a 1200 K é aproximadamente .

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