A partir dos dados que são apresentados a seguir, determine a variação de entalpia padrão de formação do diborano, B2 H6(g) a 298 K .
cl B2 H6(g)+2 O2(g) nmid B2 C2(s)+3 H2 O(g) & De

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício pede para a gente encontrar a variação de entalpia padrão de formação do diborano, B2H6(g), a 298 K. Para isso, vamos usar a Lei de Hess, que nos permite calcular a variação de entalpia de uma reação combinando variações de entalpia de outras reações. Vamos precisar das reações fornecidas e das suas respectivas variações de entalpia para montar a equação que representa a formação do diborano a partir dos elementos em seus estados padrão.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar a reação de formação que queremos encontrar. A formação padrão de uma substância ocorre quando ela é formada a partir de seus elementos nas suas formas mais estáveis a 1 atm e 298 K. No caso do diborano, a reação de formação é:
2 B(s) + 3 H2(g) longrightarrow B2H6(g)
A variação de entalpia dessa reação é o que queremos descobrir, ou seja, De de B2H6(g).

Passo 3

Agora, vamos analisar as reações fornecidas:
  1. B2H6(g) + 2 O2(g) B2O3(s) + 3 H2O(g) De
  2. 2 B(s) + 32 O2(g) B2O3(s) De
  3. H2(g) + 12 O2(g) H2O(g) De
Vamos pensar em como combinar essas reações para chegar na reação de formação do diborano.

Passo 4

Para usar a Lei de Hess, precisamos manipular as reações fornecidas para que, ao somá-las, elas resultem na reação de formação que queremos. Vamos seguir os seguintes passos:
  1. Reversão da primeira reação: Queremos isolar a formação do diborano, então vamos inverter a primeira reação:
    B2O3(s) + 3 H2O(g) B2H6(g) + 2 O2(g) De
    (Note que o sinal da variação de entalpia muda quando a reação é invertida.)
  2. Segunda reação permanece igual:
    2 B(s) + 32 O2(g) B2O3(s) De
  3. Terceira reação vamos multiplicar por 3 para combinar com os 3 H2O da primeira reação:
    3 ( H2(g) + 12 O2(g) H2O(g) ) implies 3 H2(g) + 32 O2(g) 3 H2O(g) De

Passo 5

Agora, vamos somar as três reações manipuladas:
  1. Reação invertida da formação da borona:
    B2O3(s) + 3 H2O(g) B2H6(g) + 2 O2(g) De
  2. Reação de formação do óxido de boro:
    2 B(s) + 32 O2(g) B2O3(s) De
  3. Reação de formação da água multiplicada por 3:
    3 H2(g) + 32 O2(g) 3 H2O(g) De
Vamos somar os reagentes e produtos:
  • Reagentes totais: B2O3(s) + 3 H2O(g) + 2 B(s) + 32 O2(g) + 3 H2(g) + 32 O2(g)
  • Produtos totais: B2H6(g) + 2 O2(g) + B2O3(s) + 3 H2O(g)
Observamos que B2O3(s) e 3 H2O(g) aparecem nos reagentes e produtos e se cancelam. Também somando as variações de entalpia:
De

Resposta

A variação de entalpia padrão de formação do diborano, B2H6(g), a 298 K é de +36,6 kJ/mol.

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