A entalpia de combustão de
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.
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:
Reação:
A Lei de Kirchhoff diz que, para variação de entalpia a pressão constante:
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
:
Substituindo:
Passo 5
Calculamos a variação de entalpia entre 298 K e 1200 K:
Convertendo ΔCₚ para kJ/(mol·K):
e ΔT = 1200 K – 298 K = 902 K.
Resposta
A entalpia de combustão a 1200 K é aproximadamente
.