da reação de
de de grafite com
de oxigênio gerando
de monóxido de carbono a 298 K e 1 Bar, é igual a-110,525 J. Com base nos dados descritos anteriormente calcule a variação de energia (
) da reação. (dado
)
Passo 1
O enunciado nos dá a reação e os dados a seguir:
- Reação:
. - Quantidades estequiométricas:
mol de grafite, mol de , produzindo mol de CO (essas quantidades coincidem com os coeficientes estequiométricos da reação). - Variação de entalpia para a reação nas condições dadas:
. - Temperatura:
e pressão . - Constante dos gases:
.
O que se pede: calcular a variação de energia interna da reação,
, usando os dados acima.
Passo 2
Relação entre entalpia e energia interna: por definição de entalpia,
logo para a variação da reação, numa transformação à pressão constante,
Se considerarmos que apenas as espécies gasosas contribuem para
via a equação dos gases ideais
, então a variação
causada pela reação é
onde
é a variação do número de mols de gás (produtos gasosos menos reagentes gasosos). Assim obtemos a fórmula prática usada em química para reações gasosas à temperatura
:
Rearranjando para
:
Passo 3
Calcular
(mols de gás nos produtos menos nos reagentes):
- Reagentes gasosos:
tem mol. - Produtos gasosos:
tem mol.
Portanto
Passo 4
Calcular o termo
:
Fazendo a multiplicação:
Então
Passo 5
Agora aplicamos a fórmula
:
Arredondando de forma adequada (dados iniciais com pelo menos 4–6 dígitos), podemos escrever