Exercício 10 - De volta às energias de ligação.
a. Use os valores médios de energia de ligação da Tabela 4.4 para verificar a energia necessária para as reações das equações 8.18 e 8.19 . Mostre seu trabalho.
b. As reações são endotérmicas ou exotérmicas?

Passo 1

O enunciado pede duas coisas:
  1. (a) Usar os valores médios de energia de ligação da Tabela 4.4 para verificar a energia necessária para as reações das equações 8.18 e 8.19, mostrando o trabalho.
  2. (b) Dizer se as reações são endotérmicas ou exotérmicas.
Informações relevantes que o enunciado deveria fornecer (mas que NÃO foram incluídas na sua mensagem):
  • As fórmulas das reações chamadas de “equação 8.18” e “equação 8.19” (ou seja, os reagentes e produtos e suas estequiometrias).
  • Os valores médios das energias de ligação presentes na “Tabela 4.4”.
Observação importante: sem as equações reais e sem os valores da Tabela 4.4 não é possível verificar numericamente as energias pedidas. A partir do Passo 2 eu explico detalhadamente o método que você deve aplicar; com as equações e a tabela eu calculo direto para você. Estou contigo — respira que a gente resolve isso rápido quando eu tiver os dados.

Passo 2

Conceito e fórmula que você precisa decorar (mas eu explico com calma):
  • Energia de ligação de uma ligação química é a energia média requerida para quebrar uma mole dessa ligação em espécies gasosas. Em tabela aparecem valores médios, em geral em \text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1}.
  • Para estimar a entalpia da reação usando energias médias de ligação usamos a fórmula de aproximação:
\Delta H_{\text{rxn}} \approx \sum \text{(energias das ligações quebradas)} - \sum \text{(energias das ligações formadas)}çõçõ
Explicando as partes:
  • \sum \text{(ligações quebradas)}çõ é a soma das energias de todas as ligações que desaparecem ao transformar reagentes em produtos; como quebrar ligações exige energia, esses termos entram com sinal positivo.
  • \sum \text{(ligações formadas)}çõ é a soma das energias de todas as ligações novas que aparecem nos produtos; formar ligações libera energia, por isso subtrai-se essa soma.
  • Unidades: \Delta H_{\text{rxn}} terá a mesma unidade das energias de ligação (normalmente \text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1}).
  • Interpretação do sinal: \Delta H_{\text{rxn}}<0 significa reação exotérmica (libera energia). \Delta H_{\text{rxn}}>0 significa reação endotérmica (absorve energia).

Passo 3

Procedimento passo a passo (o que você faz na prova, linha a linha):
  1. Escreva claramente a reação balanceada (se não estiver balanceada, balanceie). Ex.: \text{A} + \text{B} \rightarrow \text{C} + \text{D}.
  2. Liste todas as ligações presentes em cada reagente com suas multiplicidades (quantas de cada tipo existem por mol de reagente). Ex.: em \mathrm{CH_4} há quatro ligações \mathrm{C-H}.
  3. Liste todas as ligações presentes em cada produto com suas multiplicidades.
  4. Para cada tipo de ligação que aparece, procure na Tabela 4.4 o valor da energia média de ligação correspondente (por 1 mol de ligações) e anote. Se a tabela estiver em \text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1}, mantenha essa unidade.
  5. Calcule:
\text{Energia quebrada} = \sum_i n_i E_i \quad\text{(onde \(n_i\) é o número de ligações do tipo \(i\) quebradas e \(E_i\) é sua energia)}éúçõé
\text{Energia formada} = \sum_j m_j E_j \quad\text{(onde \(m_j\) é o número de ligações tipo \(j\) formadas)}éúçõ
  1. Então compute:
\Delta H_{\text{rxn}} = \text{Energia quebrada} - \text{Energia formada}.
  1. Interprete o sinal de \Delta H_{\text{rxn}} para dizer se é endotérmica (positivo) ou exotérmica (negativo).
  2. Dica prática: verifique unidade e arredondamento; as tabelas dão médias, então resultado também é aproximado.

Passo 4

Exemplo guiado, passo a passo (vou fazer uma reação muito simples como exemplo pedagógico):
Considere a reação
\mathrm{H_2} + \mathrm{Cl_2} \rightarrow 2\,\mathrm{HCl}.
  1. Identifique ligações quebradas: uma \mathrm{H-H} e uma \mathrm{Cl-Cl}.
  2. Identifique ligações formadas: duas \mathrm{H-Cl}.
  3. Valores típicos médios (note: estou usando valores ilustrativos comuns em tabelas; a sua Tabela 4.4 pode dar números ligeiramente diferentes — compare sempre com a tabela do seu livro):
E(\mathrm{H-H}) = 436\\ \text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1},\quad E(\mathrm{Cl-Cl}) = 243\\ \text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1},\quad E(\mathrm{H-Cl}) = 432\\ \text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1}.
  1. Some as energias das ligações quebradas:
\text{Energia quebrada} = 436 + 243 = 679\\ \text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1}.
  1. Some as energias das ligações formadas:
\text{Energia formada} = 2 \times 432 = 864\\ \text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1}.
  1. Calcule \Delta H_{\text{rxn}}:
\Delta H_{\text{rxn}} = 679 - 864 = -185\\ \text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1}.
  1. Interpretação: \Delta H_{\text{rxn}} = -185\\ \text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1} (valor aproximado) significa que a reação é exotérmica — ela libera energia.
    Comentário amigo: é exatamente esse tipo de conta que seu professor quer — identificar ligações, multiplicidades, buscar tabela e somar/subtrair. Tranquilo de fazer na prova se você praticar 2–3 vezes.

Passo 5

Erros comuns e dicas para a prova (super úteis quando o tempo é curto):
  • Sempre use a equação balanceada — coeficientes multiplicam o número de ligações.
  • Confirme se está contando ligações por mol de reação (coeficiente estequiométrico 1) — a entalpia que você obtém é por mol de reação conforme escrita.
  • Use exatamente os valores da tabela fornecida pelo seu professor (Tabela 4.4). Tabelas diferentes têm valores ligeiramente diferentes; use a que o enunciado indicar.
  • Se aparecerem íons ou espécies poliatômicas, conte as ligações internas igualzinho (por ex. em \mathrm{NO_2}, conta \mathrm{N-O} e a possibilidade de ligações duplas parciais; use o valor que a tabela der).
  • Lembre-se: resultado é aproximado porque usa energias médias — é normal arredondar para 2 ou 3 algarismos significativos conforme a tabela.

Passo 6

O que preciso de você para calcular exatamente as partes (a) e (b) pedidas no enunciado:
  • Envie o texto (ou imagem legível) das equações 8.18 e 8.19 (as fórmulas químicas completas com coeficientes).
  • Ou envie os valores da Tabela 4.4 (ou uma foto/print) para que eu use exatamente os números que o seu professor espera.
    Assim que você mandar esses dados eu faço a conta completa, linha a linha, e te digo se cada reação é endotérmica ou exotérmica — com a mesma didática e passo a passo que mostrei no exemplo.

Resposta

Não é possível calcular: faltam as equações 8.18 e 8.19 e os valores da Tabela 4.4.

Exercícios relacionados