A partir dos dados que são apresentados a seguir, determine a variação de entalpia padrão de formação do diborano,
a 298 K .
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício pede para a gente encontrar a variação de entalpia padrão de formação do diborano,
, 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:
A variação de entalpia dessa reação é o que queremos descobrir, ou seja,
de
.
Passo 3
Agora, vamos analisar as reações fornecidas:
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:
-
Reversão da primeira reação: Queremos isolar a formação do diborano, então vamos inverter a primeira reação:(Note que o sinal da variação de entalpia muda quando a reação é invertida.)
-
Segunda reação permanece igual:
-
Terceira reação vamos multiplicar por 3 para combinar com os 3
da primeira reação:
Passo 5
Agora, vamos somar as três reações manipuladas:
-
Reação invertida da formação da borona:
-
Reação de formação do óxido de boro:
-
Reação de formação da água multiplicada por 3:
Vamos somar os reagentes e produtos:
-
Reagentes totais:
-
Produtos totais:
Observamos que
e
aparecem nos reagentes e produtos e se cancelam. Também somando as variações de entalpia:
Resposta
A variação de entalpia padrão de formação do diborano,
, a 298 K é de +36,6 kJ/mol.