Questão 4. O monóxido de carbono,
, é um gás tóxico, liberado na combustão incompleta de combustíveis fósseis. Pode ser convertido em dióxido de carbono,
, de acordo com a equação química a seguir,
Considerando que,
grafita
grafita
(a) Identifique se a reação (a) é exotérmica ou endotérmica.
(b) Calcule a quantidade de energia liberada ou absorvida, através do calor, considerando o processo à pressão constante.
(c) Represente o processo em um diagrama de entalpia versus coordenada da reação.
(d) Considerando a equação fundamental da termodinâmica,
, é possível afirmar que a reação é espontânea?
(a) Identifique se a reação (a) é exotérmica ou endotérmica.
(b) Calcule a quantidade de energia liberada ou absorvida, através do calor, considerando o processo à pressão constante.
(c) Represente o processo em um diagrama de entalpia versus coordenada da reação.
(d) Considerando a equação fundamental da termodinâmica,
Passo 1
O enunciado trata da reação
e fornece duas entalpias de reação a partir de carbono grafítico:
O conteúdo envolve Lei de Hess para obter
da reação-alvo, identificação de exotermia/endotermia, diagrama de entalpia e análise de espontaneidade via
.
Passo 2
Aplicamos a Lei de Hess: escrevemos a reação-alvo como a soma da reação de formação de
menos a de
. Assim
Como
é negativo, concluímos que a reação é exotérmica (libera calor para o ambiente).
Passo 3
Em pressão constante o calor trocado
é igual a
. Logo,
isto é, são liberados
.
Passo 4
No diagrama entalpia (
) versus coordenada de reação, coloca-se o nível dos reagentes (
) mais alto e o dos produtos (
)
abaixo. Uma seta descendente de
indica
, caracterizando a exotermia.
Passo 5
Para espontaneidade usamos
A reação reduz o número de mols de gás (
), então
. Logo
e
pode ser negativo se
, ou positivo em temperaturas muito altas. A 298 K normalmente
domina, tornando
e a reação espontânea em condições ambientes.
Resposta
(a) Exotérmica.
(b) , ou seja, libera
.
(c) Diagrama de versus coordenada de reação com os reagentes acima e os produtos
abaixo, setinha para baixo.
(d) Como e
,
é negativo a temperaturas moderadas (espontânea em T ambientes) e torna-se positivo em T muito altas.
(b)
(c) Diagrama de
(d) Como