(PUC-MG) O fenol ( \mathrm{C}_{6} \mathrm{H}_{5} \mathrm{OH}) é um composto utilizado industrialmente na produção de plásticos e corantes. Sabe-se que sua combustão total é representada pela equação:
pleagentas perodutes \Delta H=-3054 \mathrm{KJ} / \mathrm{mol}
\mathrm{C}_{6} \mathrm{H}_{5} \mathrm{OH}(\mathrm{I})+7 \mathrm{O}_{2(\mathrm{~g})} \rightarrow 6 \mathrm{CO}_{2(\mathrm{~g})}+3 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(\mathrm{g}) \Delta H=-30
e que as entalpias de formação do \mathrm{CO}_{2(\mathrm{~g})} e \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(\mathrm{g}) valem, respectivamente: -395 \mathrm{~kJ} / \mathrm{mol} \mathrm{e}-286 \mathrm{~kJ} / \mathrm{mol} a 25^{\circ} \mathrm{C} e 1 atm . A entalpia de formação do fenol, a 25^{\circ} \mathrm{C} e a 1 atm , em \mathrm{kJ} / \mathrm{mol}, é igual a:

Passo 1

O enunciado fornece a reação de combustão total do fenol líquido \mathrm{C_{6}H_{5}OH(l)} a 25^\circ\mathrm{C} e 1 \mathrm{atm}, com entalpia de reação padrão
\Delta H_\mathrm{comb} = -3054\\ \mathrm{kJ/mol}
e pede a entalpia de formação padrão \Delta H_f^\circ do fenol. Sabe-se também que
\Delta H_f^\circ[\mathrm{CO_2(g)}] = -395\\ \mathrm{kJ/mol}
e
\Delta H_f^\circ[\mathrm{H_2O(g)}] = -286\\ \mathrm{kJ/mol}.
O conteúdo principal é a Lei de Hess aplicada a entalpias de formação.

Passo 2

Escrevemos a equação de combustão e aplicamos a relação entre entalpia de reação e entalpias de formação:
\mathrm{C_{6}H_{5}OH(l)} + 7\,\mathrm{O_2(g)} \longrightarrow 6\,\mathrm{CO_2(g)} + 3\,\mathrm{H_2O(g)}
\Delta H_\mathrm{comb} \;=\;\sum \Delta H_f^\circ(\text{produtos}) \;-\;\sum \Delta H_f^\circ(\text{reagentes})
como \Delta H_f^\circ[\mathrm{O_2(g)}]=0.

Passo 3

Calculamos a soma das entalpias de formação dos produtos:
\sum \Delta H_f^\circ(\text{produtos}) = 6\cdot(-395) + 3\cdot(-286) = -2370 + (-858) = -3228\\ \mathrm{kJ/mol}.

Passo 4

Substituímos na Lei de Hess para isolar \Delta H_f^\circ do fenol:
-3054 = (-3228) - \Delta H_f^\circ[\mathrm{C_{6}H_{5}OH(l)}]
Logo,
-\Delta H_f^\circ[\mathrm{C_{6}H_{5}OH}] = -3054 + 3228 = 174
e
\Delta H_f^\circ[\mathrm{C_{6}H_{5}OH(l)}] = -174\\ \mathrm{kJ/mol}.

Resposta

A entalpia de formação padrão do fenol é -174\\ \mathrm{kJ/mol}.

Exercícios relacionados