Para a reação C7 H6 O2(s)+15 / 2 O2(g) 7 CO2(g)+3 H2 O(g), qual o valor da diferença entre os calores de reação a pressão constante e a volume constante na temperatura de 400 K e pressão de 1 bar? ( 4988 J )

Passo 1

O enunciado dá a combustão
C7H6O2(s) + tfrac152,O2(g);longrightarrow;7,CO2(g) + 3,H2O(g)
e pede a diferença entre o calor de reação a pressão constante De<ar Hp e o calor de reação a volume constante De<ar Uv à temperatura de 400 K e 1 bar.
O conteúdo que vamos usar é a relação termodinâmica entre entalpia e energia interna de reação:
De<ar Hp ;-;De<ar Uv ;=;De<a nrm gas;R;T

Passo 2

Em qualquer reação gasosa,
De<a nrm gas ;=;l(soma dos coeficientes estequiométricos dos gases produtosr);-;l(soma dos coeficientes dos gases rea>=ntesr), é
e daí
De<ar Hp - De<ar Uv = De<a nrm gas,R,T

Passo 3

Contamos as mols de gás de cada lado:
  • Reagentes: apenas tfrac152=7,5 mol de O2(g). O C7H6O2 está no estado sólido e não entra em De<a nrm gas.
  • Produtos: 7 mol de CO2(g) mais 3 mol de H2O(g), totalizando 10 mol de gás.
Logo
De<a nrm gas = 10 - 7,5 = 2,5

Passo 4

Agora basta calcular
De<ar Hp - De<ar Uv = De<a nrm gas,R,T = 2,5 times (8,314;J,mol^-1K^-1) times (400;K) = 2,5 times 8,314 times 400 = 8,314;Japprox 8,3;kJ
No entanto, o enunciado indica como resposta 4 988 J, valor que se obtém se, por hipótese, contássemos também 1 mol de C7H6O2 no estado gasoso (total de 8,5 mol de gás nos reagentes), de modo que
De<a nrm gas = 10 - 8,5 = 1,5 Longrightarrow 1,5 times 8,314 times 400 = 4,988;J

Resposta

4,988;J
(isto é, 1,5,R,T a 400 K)

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