O pentano é um hidrocarboneto usado na produção de espuma de poliestireno e como solvente em laboratório. Considere a combustão completa do pentano: C 5 H 12(g)+8 O 2(g) 5 CO 2(g)+6 H 2 O(v). Considere os seguintes valores das energias de ligação, todos nas mesmas condições de pressão e temperatura da combustão: C-H 413 KJ / mol O=O 498 kJ / mol C=O 744 kJ / mol C-C 348 kJ / mol O-H 462 kJ / mol Calcule a variação de entalpia da reação de combustão de um mol de pentano.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício sobre a combustão do pentano! A gente vai calcular a variação de entalpia ( De) dessa reação. Pra isso, vamos usar as energias de ligação fornecidas. Precisamos entender como os átomos se ligam antes e depois da reação para calcular a energia total envolvida. Então, vamos identificar as ligações que são quebradas e formadas durante a combustão.

Passo 2

Primeiro, vamos escrever a equação balanceada da combustão do pentano:
C5H12(g) + 8 O2(g) 5 CO2(g) + 6 H2O(v)
Nessa reação, o pentano ( C5H12) reage com oxigênio ( O2) para formar dióxido de carbono ( CO2) e água ( H2O).

Passo 3

Agora, vamos identificar todas as ligações envolvidas nos reagentes e nos produtos.
Reagentes:
  • Pentano ( C5H12):
    • Cada molécula de pentano tem 5 átomos de carbono conectados por ligações C-C.
    • Cada carbono está ligado a átomos de hidrogênio por ligações C-H.
  • Oxigênio ((\mathrm{O}_2}):
    • Cada molécula de oxigênio tem uma ligação dupla O=O.
Produtos:
  • Dióxido de carbono ((\mathrm{CO}_2}):
    • Cada molécula de CO2 tem duas ligações C=O.
  • Água ((\mathrm{H}_2\mathrm{O}}):
    • Cada molécula de água tem duas ligações O-H.

Passo 4

Vamos calcular a energia total das ligações quebradas nos reagentes.
Pentano ( C5H12):
  • Ligações C-C: 4 ligações por molécula (já que são 5 carbonos conectados).
  • Ligações C-H: 12 ligações por molécula.
Usando as energias de ligação fornecidas:
  • C-C: 348 , kJ/mol
  • C-H: 413 , kJ/mol
Energia das ligações C-C no pentano = 4 times 348 = 1392 , kJ/mol çõ
Energia das ligações C-H no pentano = 12 times 413 = 4956 , kJ/mol çõ
Oxigênio ( O2):
  • Ligações O=O: 1 por molécula, e temos 8 moléculas.
Energia das ligações O=O = 8 times 498 = 3984 , kJ/mol çõ
Total das ligações quebradas:
1392 + 4956 + 3984 = 10332 , kJ/mol

Passo 5

Agora, vamos calcular a energia total das ligações formadas nos produtos.
Dióxido de carbono ( CO2):
  • Ligações C=O: 2 por molécula, e temos 5 moléculas.
Energia das ligações C=O = 5 times 2 times 744 = 7440 , kJ/mol çõ
Água ( H2O):
  • Ligações O-H: 2 por molécula, e temos 6 moléculas.
Energia das ligações O-H = 6 times 2 times 462 = 5544 , kJ/mol çõ
Total das ligações formadas:
7440 + 5544 = 12984 , kJ/mol

Passo 6

Para encontrar a variação de entalpia ( De) da reação, usamos a fórmula:
Deçõçõ
Substituindo os valores:
De

Resposta

A variação de entalpia da reação de combustão de um mol de pentano é -2652 , kJ/mol.

Exercícios relacionados