Questão 10

Determinar o calor liberado na combustão de 1 m^3 de metano, a 25^circ C e sob pressão total de 1 bar. São fornecidos os calores padrões de formação: do dióxido de carbono: - 393 kJ mol^-1; do vapor d’água: -242 kJ mol^-1 e do metano: -74,8 kJ mol^-1.
Dados: 1 m^3=1.000 L.
CH4(g)+2 O2(g) CO2(g)+2 H2 O(g)

Passo 1

O enunciado pede o calor liberado na combustão de 1,m^3 de metano gasoso à 25^circC e 1,bar, usando calores padrões de formação e a equação de gás ideal para achar os mols de CH4.

Passo 2

Calculemos a entalpia-padrão de reação
De<a H^circ = sum De<a H^circ!f,produtos ;-;sum De<a H^circ!f,rea>=ntes
Como De<a H^circf, O2=0,
De<a H^circ =l[-393 +2(-242)r];-;[-74,8] =-393 -484 +74,8 =-802,2;kJ/mol

Passo 3

Agora encontramos o número de mols de metano em 1,m^3=1000,L a T=298,K e p=1,bar pela lei dos gases ideais:
n=pVRT =1;bartimes1000;L0,08314;bar,L,mol^-1,K^-1times298;K approx40,35;mol

Passo 4

O calor total liberado é
Q = n,De<a H^circ =40,35times(-802,2);kJ approx -3,24times10^4;kJ
Como o sinal é negativo para exaustão de calor, o módulo é 3,24times10^4,kJ.

Resposta

O calor liberado na combustão de 1, m^3 de metano nas condições dadas é de aproximadamente
3,24times10^4;kJ

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