Para um sistema de gaseificação em leito fluidizado, você deverá calcular o calor de formação de um lodo sólido de composição (fórmula) \mathrm{C}_{5} \mathrm{H}_{2} a partir dos seguintes dados:
\mathrm{C}(\mathrm{s})+1 / 20_{2}(\mathrm{~g}) \rightarrow \mathrm{CO}(\mathrm{g}) -110,4 \mathrm{~kJ} / \mathrm{gmol} \mathrm{de} \mathrm{C}
\mathrm{C}(\mathrm{s})+0_{2}(\mathrm{~g}) \rightarrow \mathrm{CO}_{2}(\mathrm{~g}) -394,1 \mathrm{~kJ} / \mathrm{g} \mathrm{mol} \mathrm{de} \mathrm{C}
\mathrm{H}_{2}(\mathrm{~g})+1 / 2_{0} 2(\mathrm{~g}) \rightarrow \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(\mathrm{g}) -241,826 \mathrm{~kJ} / \mathrm{gmol} de \mathrm{H}_{2}
\mathrm{CO}(\mathrm{g})+1 / 20_{2}(\mathrm{~g}) \rightarrow \mathrm{CO}_{2}(\mathrm{~g}) -283,7 \mathrm{~kJ} / \mathrm{gmol} de C0
\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(\mathrm{g})+\mathrm{CO}(\mathrm{g}) \rightarrow \mathrm{H}_{2}(\mathrm{~g})+\mathrm{CO}_{2}(\mathrm{~g}) -38,4 \mathrm{~kJ} / \mathrm{gmol} de \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}
\mathrm{C}_{5} \mathrm{H}_{2}(\mathrm{~s})+51 / 2 \mathrm{O}_{2}(\mathrm{~g}) \rightarrow 5 \mathrm{CO}_{2}(\mathrm{~g})+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(\mathrm{l}) -2110,5 \mathrm{~kJ} / \mathrm{gmol} de \mathrm{C}_{5} \mathrm{H}_{2}
\Delta H vaporizacao da \mathrm{H}_{2} 0 a 25^{\circ} \mathrm{C} +43,911 \mathrm{~kJ} / \mathrm{gmol} de \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{2}

Passo 1

O enunciado pede o calor de formação de \mathrm{C}_{5}\mathrm{H}_{2}(\mathrm{s}) usando a lei de Hess e os dados de entalpias de combustão e de vaporização. Vamos usar como referência as entalpias de formação de \mathrm{CO}_{2}(g) e de \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}(l), e a reação de combustão
\mathrm{C}_{5}\mathrm{H}_{2}(s) + \tfrac{11}{2}\,\mathrm{O}_{2}(g) \;\longrightarrow\; 5\,\mathrm{CO}_{2}(g) + \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}(l)
com \Delta H_{\text{comb}} = -2110,5\;\mathrm{kJ}/\mathrm{gmol}.

Passo 2

Primeiro, calculamos a entalpia de formação de \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}(l) a partir de \mathrm{H}_{2}(g) + \tfrac12\,\mathrm{O}_{2}(g)\to\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}(g) -241,826\;\mathrm{kJ}
e da vaporização inversa \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}(g)\to\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}(l) -43,911\;\mathrm{kJ}.
\Delta H_{f}\bigl(\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}(l)\bigr) = -241,826 + (-43,911) = -285,737\;\mathrm{kJ}/\mathrm{gmol}

Passo 3

Agora somamos as entalpias de formação dos produtos da combustão:
\sum \Delta H_{f}(\text{produtos}) = 5\,\Delta H_{f}\bigl(\mathrm{CO}_{2}(g)\bigr) + 1\,\Delta H_{f}\bigl(\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}(l)\bigr) = 5(-394,1) + (-285,737) = -2256,237\;\mathrm{kJ}/\mathrm{gmol}

Passo 4

Pela lei de Hess, para a reação de combustão
\Delta H_{\text{comb}} = \sum \Delta H_{f}(\text{produtos}) - \sum \Delta H_{f}(\text{reagentes})
aos reagentes pertencem \mathrm{C}_{5}\mathrm{H}_{2}(s) e \mathrm{O}_{2}(g) (cuja entalpia de formação é zero). Logo,
-2110,5 = -2256,237 - \Delta H_{f}\bigl(\mathrm{C}_{5}\mathrm{H}_{2}(s)\bigr)
\Delta H_{f}\bigl(\mathrm{C}_{5}\mathrm{H}_{2}(s)\bigr) = -2256,237 + 2110,5 = -145,737\;\mathrm{kJ}/\mathrm{gmol}

Resposta

\Delta H_{f}\bigl(\mathrm{C}_{5}\mathrm{H}_{2}(s)\bigr) = -145,7\;\mathrm{kJ}/\mathrm{gmol}

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