Para a reação
, a 298 K . Calcule
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! O enunciado nos apresenta uma reação química onde etanol (C₂H₅OH) reage com oxigênio (O₂) para formar dióxido de carbono (CO₂) e água (H₂O). O conteúdo envolvido aqui é Termoquímica, especificamente a relação entre as variações de energia interna (ΔU) e entalpia (ΔH) em reações. Para resolver, vamos precisar da fórmula que relaciona ΔH e ΔU considerando a variação do número de mols de gás na reação.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a entalpia (ΔH) está relacionada à energia interna (ΔU) da seguinte forma:
Onde:
- ΔH é a variação de entalpia,
- ΔU é a variação de energia interna,
- Δn_g é a variação no número de mols de gases,
- R é a constante dos gases (0,008314 kJ/mol·K),
- T é a temperatura em Kelvin.
Passo 3
Vamos identificar Δn_g, que é a diferença entre os mols de gases nos produtos e nos reagentes. Observando a reação:
Nos reagentes, temos apenas 3 mols de O₂ gasoso. Nos produtos, temos 2 mols de CO₂ e 3 mols de H₂O gasoso, totalizando 5 mols de gás. Então:
Passo 4
Agora, vamos substituir os valores na fórmula da entalpia:
Sabemos que:
- ΔU = -1373 kJ/mol,
- Δn_g = 2,
- R = 0,008314 kJ/mol·K,
- T = 298 K.
Substituindo:
Passo 5
Calculando a segunda parte da equação:
Então:
Resposta
A variação de entalpia da reação é
.