Se a entalpia de combustão De do ciclopropano gasoso, C3 H6, é - 2091,2 kJ mol^-1 a 25^circ C, calcule a entalpia padrão de formação De.
Reações:
(1)
(1) C3 H6(g)+9 / 2 O2(g) 3 CO2(g)+3 H2 O(I)
(2) C(s)+O2(g) CO2(g)
De
(3) H2(g)+1 / 2 O2(g) H2 O(l)
De
(4) 3 C(s)+3 H2(g) C3 H6(g)

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de termodinâmica! A gente precisa calcular a entalpia padrão de formação ( ) do ciclopropano gasoso ( ) usando a entalpia de combustão fornecida. Para isso, vamos utilizar as equações de Hess e as entalpias de formação das substâncias envolvidas nas reações.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é entalpia de combustão. A entalpia de combustão ( C3H6(g) + 92 O2(g) 3 CO2(g) + 3 H2O(l) ) é a quantidade de energia liberada quando uma mole de composto é totalmente queimada com oxigênio, formando dióxido de carbono e água. No nosso caso, a combustão do ciclopropano é representada pela reação (1):
E a entalpia dessa reação é .

Passo 3

Para encontrar a entalpia de formação do ciclopropano, vamos usar a Lei de Hess, que nos permite somar as entalpias das reações para obter a entalpia total. Precisamos saber as entalpias de formação das substâncias envolvidas nas reações (2) e (3).
As entalpias de formação dadas são:
  • Para o dióxido de carbono ( ):
  • Para a água líquida ( ):

Passo 4

A entalpia de formação ( 3 C(s) + 3 H2(g) C3H6(g) ) é a entalpia envolvida na formação de 1 mol de uma substância a partir de seus elementos em suas formas padrão. A reação (4) representa a formação do ciclopropano a partir de carbono sólido ( ) e hidrogênio gasoso ( ):
Vamos chamar a entalpia dessa reação de do ciclopropano, que é o que queremos encontrar.

Passo 5

Agora, aplicando a Lei de Hess, a entalpia da combustão do ciclopropano é igual à soma das entalpias das reações de formação dos produtos menos a soma das entalpias das reações de formação dos reagentes:
De
Como está na forma padrão, sua entalpia de formação é zero.

Passo 6

Substituindo os valores conhecidos na equação:
-2091,2 , kJ/mol = [3(-393,51) + 3(-285,83)] - [De
Calculando os termos:
-2091,2 = [ -1180,53 - 857,49 ] - De
-2091,2 = -2038,02 - De

Passo 7

Agora, isolamos De:
De

Resposta

A entalpia padrão de formação do ciclopropano gasoso ( ) é .

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