A entalpia padrão de combustão a 25 ^circ C de acetona líquida (CH3)2 C=O para CO2(g) é igual a -1790 kJ mol^-1. Calcule De e De comb.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado nos pede para calcular algumas grandezas termodinâmicas relacionadas à combustão da acetona líquida ( (CH3)2C=O). A matéria que vamos usar aqui é Termodinâmica Química, especialmente as relações entre entalpia, entropia, energia interna, energia de Helmholtz e energia de Gibbs. Vamos precisar da entalpia padrão de combustão, que já foi dada como -1790 , kJ/mol.

Passo 2

Primeiro, vamos entender que a entalpia de combustão ( De) é a quantidade de energia liberada quando 1 mol de acetona é completamente queimada em oxigênio, formando dióxido de carbono e água. A entalpia já foi fornecida, então vamos usar isso como ponto de partida.

Passo 3

Para encontrar a variação da energia interna ( De), usamos a relação entre De e De:
De
Aqui, De é a mudança no número de mols de gás, R é a constante dos gases ( 8,314 , J/mol·K) e T é a temperatura em Kelvin. A temperatura dada é 25^circC, que em Kelvin é 298 , K.

Passo 4

Vamos equilibrar a equação da combustão da acetona:
(CH3)2C=O + 72 O2 6 CO2 + 6 H2O
Contando os mols de gás antes e depois:
  • Reagentes: 72 mol de O2
  • Produtos: 6 mol de CO2 (a água está líquida, então não conta como gás)
Então, De mol.

Passo 5

Agora, calculamos De:
De
De
De
Convertendo para kJ/mol:
De

Passo 6

Para encontrar a variação de entropia ( De), precisaríamos dos valores padrão de entropia dos reagentes e produtos. Como não fornecidos, podemos explicar que:
Sem os valores específicos, não conseguimos calcular numericamente, mas essa é a fórmula que seguiríamos.

Passo 7

A variação da energia de Helmholtz ( De) é relacionada à energia interna e à entropia:
De
Então, usando De e De, podemos calcular De.

Passo 8

A variação da energia de Gibbs ( De) é dada por:
De
Substituindo De e De na equação, obtemos De.

Resposta

Com base nos cálculos e relações termodinâmicas, temos:
De
Para De, De e De, precisaríamos dos valores padrão de entropia dos reagentes e produtos para calcular numericamente. A metodologia para esses cálculos foi explicada nos passos anteriores.

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