A partir dos calores de combustão tabelados, calcule a entalpia de formação do metanol a partir dos seus elementos:
\mathrm{C}_{\text {(grafite) }}+\mathrm{H}_{2(\mathrm{~g})}+1 / 2 \mathrm{O}_{2(\mathrm{~g})} \rightarrow \mathrm{CH}_{3} \mathrm{OH}_{(\mathrm{l})} \quad \Delta \mathrm{H}_{\mathrm{r}}= ?
Valores de calores de reação de combustão:
\mathrm{CH}_{3} \mathrm{OH}_{(\mathrm{l})}+3 / 2 \mathrm{O}_{2 \mathrm{~g}} \rightarrow \mathrm{CO}_{2 \mathrm{~g}}+2 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{(\mathrm{l})} \Delta \mathrm{H}_{\mathrm{r}}=-726,4 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}
\mathrm{C}_{\text {(grafite) }}+\mathrm{O}_{2(\mathrm{~g})} \rightarrow \mathrm{CO}_{2 \mathrm{~g}} \Delta \mathrm{H}_{\mathrm{r}}=-393,5 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}
\mathrm{H}_{2(\mathrm{~g})}+1 / 2 \mathrm{O}_{2(\mathrm{~g})} \rightarrow \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{(\mathrm{l})} \Delta \mathrm{H}_{\mathrm{r}}=-285,8 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}

Passo 1

O enunciado pede a entalpia padrão de formação do metanol a partir dos seus elementos, ou seja da reação
\mathrm{C_{(grafite)} + H_{2(g)} + \tfrac{1}{2}O_{2(g)} \to CH_{3}OH_{(l)}},
usando os calores de combustão tabelados e aplicando a lei de Hess.

Passo 2

As reações de combustão
\mathrm{C_{(grafite)} + O_{2(g)} \to CO_{2(g)}} e
\mathrm{H_{2(g)} + \tfrac12\,O_{2(g)} \to H_{2}O_{(l)}}
são exatamente as reações de formação padrão de \mathrm{CO_{2}} e de \mathrm{H_{2}O}. Portanto:
\Delta H_f^\circ(\mathrm{CO_{2(g)}}) = -393{,}5\;\mathrm{kJ/mol},
\Delta H_f^\circ(\mathrm{H_{2}O_{(l)}}) = -285{,}8\;\mathrm{kJ/mol}.

Passo 3

Para o metanol, a entalpia de combustão dada é
\Delta H_{comb}(\mathrm{CH_{3}OH_{(l)}}) =\;[\Delta H_f^\circ(\mathrm{CO_{2}})+2\,\Delta H_f^\circ(\mathrm{H_{2}O})]\;-\;\Delta H_f^\circ(\mathrm{CH_{3}OH}),
com \Delta H_{comb}=-726{,}4\;\mathrm{kJ/mol}.
Isolando \Delta H_f^\circ(\mathrm{CH_{3}OH}):
\Delta H_f^\circ(\mathrm{CH_{3}OH}) =[\Delta H_f^\circ(\mathrm{CO_{2}})+2\,\Delta H_f^\circ(\mathrm{H_{2}O})]\;-\;\Delta H_{comb}.

Passo 4

Substituindo os valores numéricos:
\Delta H_f^\circ(\mathrm{CH_{3}OH}) =[(-393{,}5)+2\cdot(-285{,}8)]\;-\;(-726{,}4) =-393{,}5-571{,}6+726{,}4 =-238{,}7\;\mathrm{kJ/mol}.

Resposta

\displaystyle \Delta H_f^\circ(\mathrm{CH_{3}OH_{(l)}})=-238{,}7\;\mathrm{kJ/mol}.

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