Mostre que a transformação do Cdiamante para o Cgrafite é exotérmica:

Dados:

\begin{array}{ll} \mathrm{C} \text { (grafite) }+\mathrm{O}_{2}(g) \rightarrow \quad \mathrm{CO}_{2}(g) & \Delta \mathrm{H}=-393,5 \mathrm{~kJ} \\\ \mathrm{C} \text { (diamante) }+\mathrm{O}_{2}(g) \rightarrow \quad \mathrm{CO}_{2}(g) & \Delta \mathrm{H}=-395,4 \mathrm{~kJ} \\\ \mathrm{C} \text { (diamante) } \rightarrow \quad \mathrm{C} \text { (grafite) } & \Delta \mathrm{H}=? \end{array}

Passo 1

O enunciado nos dá as entalpias de combustão da grafite e do diamante:
\mathrm{C}(\text{grafite}) + \mathrm{O}_{2}(g) \;\longrightarrow\;\mathrm{CO}_{2}(g),\qquad \Delta H_{1}=-393{,}5~\mathrm{kJ}
\mathrm{C}(\text{diamante}) + \mathrm{O}_{2}(g) \;\longrightarrow\;\mathrm{CO}_{2}(g),\qquad \Delta H_{2}=-395{,}4~\mathrm{kJ}
Queremos \mathrm{C}(\text{diamante}) \to \mathrm{C}(\text{grafite}). Para isso usamos a Lei de Hess, somando reações de modo a obter apenas essa transformação líquida.

Passo 2

Pegamos a reação de combustão do diamante (já dada) e a reação de combustão da grafite, mas invertida:
\text{(i)}\quad \mathrm{C}(\text{diamante}) + \mathrm{O}_{2}(g) \;\longrightarrow\;\mathrm{CO}_{2}(g), \quad \Delta H_{2}=-395{,}4~\mathrm{kJ}
\text{(ii)}\quad \mathrm{CO}_{2}(g)\;\longrightarrow\;\mathrm{C}(\text{grafite}) + \mathrm{O}_{2}(g), \quad \Delta H_{\text{inv}1}=+393{,}5~\mathrm{kJ}

Passo 3

Somando (i) e (ii), as espécies \mathrm{CO}_{2} e \mathrm{O}_{2} cancelam, sobrando
\mathrm{C}(\text{diamante}) \;\longrightarrow\;\mathrm{C}(\text{grafite}).
A entalpia dessa reação é
\Delta H = \Delta H_{2} + \Delta H_{\text{inv}1} = (-395{,}4) + (+393{,}5) = -1{,}9~\mathrm{kJ}.

Passo 4

Como \Delta H=-1{,}9~\mathrm{kJ} (valor negativo), a transformação \mathrm{C}(\text{diamante})\to\mathrm{C}(\text{grafite}) libera calor, ou seja, é exotérmica.

Resposta

\Delta H=-1{,}9~\mathrm{kJ}, exotérmica.

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