(Mackenzie-SP) O gás propano é um dos integrantes do GLP (gás liquefeito de petróleo) e, dessa forma, é um gás altamente inflamável. Abaixo está representada a equação química de combustão completa do gás propano.
Na tabela, são fornecidos os valores das energias de ligação, todos nas mesmas condições de pressão e temperatura da combustão.
Ligação
Energia de ligação
413
498
744
C-C
348
O-H
462
Assim, a variação de entalpia da reação de combustão de um mol de gás propano é igual a
a) -1670 kJ .
b) -6490 kJ .
c) +1670 kJ .
d) -4160 kJ .
e) +4160 kJ .
Ligação | Energia de ligação
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413 |
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498 |
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744 |
C-C | 348 |
O-H | 462 |
a) -1670 kJ .
b) -6490 kJ .
c) +1670 kJ .
d) -4160 kJ .
e) +4160 kJ .
Passo 1
Beleza, vamos lá. A questão é de Termoquímica (mais especificamente energia de ligação) e pede para calcular a variação de entalpia (ΔH) da combustão completa de 1 mol de propano, usando as energias de ligação dadas. Para isso, a gente vai precisar:
- Contar quantas ligações temos em cada molécula dos reagentes e produtos.
- Somar a energia para “quebrar” todas as ligações dos reagentes.
- Somar a energia “liberada” ao formar todas as ligações dos produtos.
- Calcular ΔH = (energia gasta para quebrar) – (energia liberada na formação).
Passo 2
Primeiro, vamos contar as ligações dos reagentes.
Molécula de propano, C₃H₈, tem:
Molécula de propano, C₃H₈, tem:
- 8 ligações C–H
- 2 ligações C–C (porque são três carbonos em cadeia)
Além disso, temos 5 mols de O₂, cada O₂ tem 1 ligação O=O, então total de 5 ligações O=O.
Passo 3
Agora, os produtos:
– Cada CO₂ tem duas ligações C=O, e há 3 mols → 3×2 = 6 ligações C=O.
– Cada H₂O tem duas ligações O–H, e há 4 mols → 4×2 = 8 ligações O–H.
– Cada CO₂ tem duas ligações C=O, e há 3 mols → 3×2 = 6 ligações C=O.
– Cada H₂O tem duas ligações O–H, e há 4 mols → 4×2 = 8 ligações O–H.
Passo 4
Vamos calcular as energias totais com as tabelas:
Energia para quebrar (reagentes):
- 8 × E(C–H) = 8×413 = 3304 kJ
- 2 × E(C–C) = 2×348 = 696 kJ
- 5 × E(O=O) = 5×498 = 2490 kJ
Total reagentes = 3304 + 696 + 2490 = 6490 kJ
Energia para formar (produtos):
- 6 × E(C=O) = 6×744 = 4464 kJ
- 8 × E(O–H) = 8×462 = 3696 kJ
Total produtos = 4464 + 3696 = 8160 kJ
Passo 5
Fórmula da variação de entalpia aproximada por energia de ligação:
Substituindo:
Resposta
ΔH = -1670 kJ