Problema 7.38: Cálculo da Entalpia Padrão de Formação (
) O calor padrão de reação para
é
a
. Outros calores padrão de formação são
. Calcule o calor padrão de formação de
.
Passo 1
Vou listar claramente o que o enunciado nos dá e o que ele pede.
- Reação fornecida:
- O calor padrão da reação é
(a ). - São fornecidos os calores padrão de formação:
-
. -
. -
.
-
- O que o enunciado pede: calcular o calor padrão de formação de
, ou seja .
Passo 2
Conceito e fórmula que vamos usar (explicando passo a passo).
- Definição: o calor padrão de formação
de uma substância é a variação de entalpia para a formação de 1 mol da substância a partir dos elementos em suas formas mais estáveis, sob condições padrão. - Lei de Hess (ferramenta): o calor padrão de reação é igual à soma das entalpias de formação dos produtos menos a soma das entalpias de formação dos reagentes, cada uma multiplicada por seu coeficiente estequiométrico. Em fórmula:
Aqui:
-
é o calor padrão da reação (dado). -
e são os coeficientes estequiométricos (números na frente das espécies). -
são os calores padrão de formação das espécies.
Essa relação permite isolar a
desconhecida se conhecermos as outras grandezas.
Passo 3
Aplicar a fórmula à reação dada, identificando coeficientes.
Para a reação
os coeficientes são: para produtos
,
; para reagentes
,
.
Escrevendo a expressão de Hess:
Queremos
. Reorganizando para isolá-la:
(Expliquei: some os calores de formação dos produtos, subtraia os calores de formação dos reagentes — lembrando de multiplicar por coeficientes — e depois isole a incógnita mudando de sinal conforme álgebra.)
Passo 4
Substituir os valores numéricos fornecidos (estando atento aos sinais) e calcular passo a passo.
- Primeiro calcule a soma das entalpias de formação dos produtos:
- Depois calcule
:
- Agora use a fórmula isolada:
- Calcule passo a passo:
Portanto o calor padrão de formação calculado é
.
Passo 5
Dica rápida para a prova (como fazer sem erro):
- Escreva sempre a expressão geral de Hess:
. - Coloque explicitamente coeficientes e sinais; muitos erros vêm de esquecer o coeficiente 2 na água ou confundir sinais.
- Isole a incógnita por simples álgebra (mudar sinal do lado da equação).
- Faça as contas em ordem (soma produtos, soma reagentes, subtraia, depois isole) para reduzir erro de sinais.