(Mackenzie 2014) O craqueamento (craking) é a denominação técnica de processos químicos na indústria por meio dos quais moléculas mais complexas são quebradas em moléculas mais simples. O princípio básico desse tipo de processo é o rompimento das ligações carbono-carbono pela adição de calor e/ou catalisador. Um exemplo da aplicação do craqueamento é a transformação do dodecano em dois compostos de menor massa molar, hexano e propeno (propileno), conforme exemplificado, simplificadamente, pela equação qúmica a seguir:
São dadas as equações termoquímicas de combustão completa, no estado-padrão para três hidrocarbonetos:
Utilizando a Lei de Hess, pode-se afirmar que o valor da variação de entalpia-padrão para o craqueamento do dodecano em hexano e propeno, será
a)
.
b)
.
c)
.
d)
.
e)
.
a)
b)
c)
d)
e)
Passo 1
Beleza, manda ver o que a questão pede! Aqui o lance é usar a Lei de Hess pra achar a entalpia padrão do craqueamento do dodecano líquido em hexano líquido e propeno gasoso:
Reação alvo:
O conteúdo é Termoquímica – Lei de Hess. A gente vai usar as entalpias de combustão dos três hidrocarbonetos, dadas em kJ/mol, e combinar as equações para “montar” a reação que queremos.
Passo 2
Teoria rápida (sem pular etapas): a Lei de Hess diz que a variação de entalpia de uma reação depende só dos estados inicial e final, não do caminho. Então se a gente tiver reações cujas entalpias conhecemos, dá pra somar, inverter ou multiplicar essas reações para chegar na reação desejada e somar as entalpias com os mesmos ajustes.
Passo 3
Escrevendo as equações de combustão (já dadas):
- Combustão do dodecano:
- Combustão do hexano:
- Combustão do propeno:
Passo 4
Agora a mágica da Lei de Hess:
Queremos
Queremos
Se a gente pegar a soma da combustão do hexano (2) mais duas vezes a combustão do propeno (3), o total de CO₂, H₂O e O₂ fica igual ao da combustão do dodecano (1). Assim, fazemos:
(2) + 2×(3) – (1)
Isso cancela
,
e
, sobram só os hidrocarbonetos como queremos. Pela Lei de Hess:
Substituindo valores:
Passo 5
Só um ajuste de casa de casa decimal e arredondamento: o resultado fica aproximadamente
, batendo com a opção (b).
Resposta
A variação de entalpia-padrão do craqueamento é aproximadamente
. opção b.