Questão 7. As reservas de energia da glicose são de maior importância na determinação de processos metabólicos. Quando 0,312 g de glicose são queimadas em uma bomba calorimétrica de capacidade calorífica 641 J / K, a temperatura sobe de 7,8 K. Calcule (a) A entalpia padrão de combustão, (b) a energia interna padrão de combustão e (c) a entalpia padrão de formação da glicose.

Passo 1

O enunciado trata da combustão de 0,312,g de glicose em bomba calorimétrica de capacidade 641,J/K, com De<a T=7,8,K. Precisamos calcular:
(a) De<a H^circcomb
(b) De<a U^circcomb
(c) De<a H^circf(glicose)
Os conteúdos aplicados serão calorimetria, relação entre De<a U e De<a H, e lei de Hess.

Passo 2

O calor absorvido pelo calorímetro é
qcal=C,De<a T=641,J/Ktimes7,8,K=4999,8,J
A reação ocorre a volume constante, então
qv=-qcal=-4999,8,J , De<a U=qv=-4999,8,J

Passo 3

O número de mols de glicose é
n=mM=0,312,g180,16,g/mol=0,0017320,mol
Logo, a energia interna por mol de glicose é
De<a Um=De<a Un =-4999,8,J0,0017320,mol =-2,8876times10^6,J/mol=-2888,kJ/mol

Passo 4

A entalpia e a energia interna relacionam-se por
De<a H=De<a U+De<a ngas,R,T
Na combustão:
C6H12O6(s)+6,O2(g)to6,CO2(g)+6,H2O(l)
Temos De<a ngas=6-6=0, portanto
De<a Hm=De<a Um=-2888,kJ/mol

Passo 5

Para De<a H^circf(glicose), usamos a lei de Hess da combustão:
De<a Hcomb =sumDe<a Hf(produtos) -sumDe<a Hf(rea>=ntes)
Isto é,
De<a Hcomb =6De<a Hf(CO2) +6De<a Hf(H2O) -De<a Hf(C6H12O6) -6De<a Hf(O2)
Como De<a Hf(O2)=0, isolamos
De<a Hf(C6H12O6) =6De<a Hf(CO2) +6De<a Hf(H2O) -De<a Hcomb

Passo 6

Substituindo De<a Hf(CO2)=-393,5,kJ/mol,
De<a Hf(H2O)=-285,8,kJ/mol
e De<a Hcomb=-2888,kJ/mol:
De<a Hf(C6H12O6) =6(-393,5)+6(-285,8)-(-2888) =-4075,8+2888 =-1187,8,kJ/mol

Resposta

(a) De<a H^circcomb=-2888,kJ/mol
(b) De<a U^circcomb=-2888,kJ/mol
(c) De<a H^circf(C6H12O6)=-1188,kJ/mol

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