Questão 35. Calcule a entalpia padrão de formação do
sólido, considerando os seguintes dados:
Bons estudos!
Passo 1
O que o enunciado pede:
- Calcular a entalpia padrão de formação de
, isto é, o da reação
Informações fornecidas no enunciado (copiadas do enunciado):
- Reação (1):
. - Reação (2):
. - Reação (3):
.
Dados numéricos fornecidos no enunciado:
-
associado à uma das reações: . -
associado a outra reação: .
Observação importante (determinante): o enunciado enviado contém três equações, mas só aparecem dois valores numéricos de
. Não está explícito a quais reações esses dois números correspondem. Para poder calcular numericamente a entalpia de formação pedida é necessário saber claramente o valor de
da reação (2)
ou, alternativamente, saber a que reações, exatamente, correspondem os dois valores numéricos dados. Sem essa informação numérica completa não se chega a um número final certo.
Vou, a seguir, mostrar passo a passo como usar as equações e os
(se todos conhecidos) para obter
. Assim você vê o procedimento e em que ponto falta um dado.
Passo 2
Princípio que vamos usar (Lei de Hess) — aula curta e prática:
- A Lei de Hess diz que a variação de entalpia de uma reação depende apenas dos estados inicial e final, não do caminho. Portanto, se uma reação alvo puder ser obtida somando, invertendo ou multiplicando outras reações, a
da reação alvo é obtida somando/invertendo/multiplicando os das reações usadas nas mesmas proporções. - Regras operacionais simples:
- Se multiplicar uma equação química por
, multiplica-se por . - Se inverter a equação, inverte-se o sinal de
. - Se somar equações, soma-se os
.
- Se multiplicar uma equação química por
Exemplo rápido (para fixar): se
tem
e
tem
, então
(soma das duas) tem
.
Passo 3
Montagem das reações para obter a reação de formação desejada — raciocínio passo a passo:
- A reação de formação (definição) que queremos é
- Observe as três reações dadas. Uma maneira natural de construir a reação de formação é:
- Formar
a partir de e (usando a reação (1) apropriamente escalada). - Formar
a partir de e (usando a reação (3) escalada). - A partir de
e obter (isto é a reação (2) invertida).
- Formar
- Vamos escrever isso com as relações de entalpia. Denotemos por
as entalpias das reações (1),(2),(3), respectivamente.
Passos algébricos:
- Dividindo a reação (1) por
obtemos:
- Dividindo a reação (3) por
obtemos:
- Somando essas duas me dá:
com
.
- Agora, se invertermos a reação (2) (porque (2) dada é
), a invertida é
e a respectiva entalpia é
.
- Somando a equação obtida (formação de MgO+H2O a partir dos elementos) com a invertida da (2) (MgO+H2O -> Mg(OH)2) cancela-se o termo intermediário
e obtemos exatamente a reação de formação desejada:
- A entalpia da reação de formação, pela Lei de Hess, é então
Isto é a fórmula central: ela mostra claramente que, para obter
, é necessário conhecer
,
e
.
Passo 4
Aplicação numérica com os dados fornecidos (e identificação do dado faltante):
- Os dois números fornecidos no enunciado são
e . Conforme a leitura natural dos valores conhecidos, é razoável associar -
(para ), e -
(para ).
-
- Dividindo por
: - Somando esses dois termos:
- Pela fórmula do Passo 3:
onde é a entalpia da reação .
Portanto, com os dois valores que aparecem no enunciado podemos reduzir o problema à expressão acima, mas falta o valor numérico de
para obter um número final.
Passo 5
O que falta e como prosseguir na prova (dica prática):
- Falta o valor numérico de
para a reação (reação (2) na lista). Sem esse valor não é possível dar um número final para . - Se na prova esse valor estiver escrito lá (ou se o enunciado indicar a que reações correspondem os
e de forma diferente), aplique a fórmula
substitua numericamente e calcule.
Motivação final e incentivo: é normal confundir quais
correspondem a quais equações quando a formatação do enunciado fica compacta. A técnica é sempre a mesma — dividir, inverter e somar as equações para obter a equação alvo, e aplicar as mesmas operações aos
. Você já tem a montagem correta; falta só o número da reação (2).
Resposta
Não é possível calcular numericamente porque não foi fornecido o valor de
da reação
. Em função desse valor: