Para a reação:
, determine
, dado que:
(R: -217,5 kJ)
Passo 1
O que o enunciado nos pede e o que ele dá:
- Pedido: determinar
da reação alvo
- Informações fornecidas (peguei estes dados do enunciado):
Passo 2
Conceito que vamos usar (explicação didática passo a passo):
-
A entalpia padrão de reação
é uma função de estado. Isso significa que, se duas ou mais equações químicas forem somadas para obter uma terceira equação, o valor de da terceira é a soma algébrica dos das equações usadas. -
Regras práticas para manipular equações e
: - Se multiplicar toda a equação química por um fator
, multiplica-se por .
Ex.: sede é , então para o é . - Se inverter a direção da equação (trocar reagentes e produtos), muda-se o sinal de
.
Ex.: setem , então tem . - Ao somar equações, somam-se os respectivos
. Espécies idênticas em ambos os lados cancelam-se algebraicamente.
- Se multiplicar toda a equação química por um fator
Vou aplicar essas regras para obter a reação alvo a partir das equações (I) e (II).
Passo 3
Observação estratégica (por que manipular as equações desta forma):
-
A reação alvo não contém nem
, nem , nem . Nas equações dadas aparecem precisamente essas espécies em excesso. A ideia é combinar (I) e (II), possivelmente escalando e invertendo, de modo que essas espécies se cancelem, sobrando apenas a reação alvo. -
Note que a equação (II) já contém
e . Se conseguirmos obter uma do outro conjunto e fazer com que as demais cancelem, teremos a reação desejada.
Passo 4
Escolha da manipulação concreta:
- Tome a equação (I) e divida por
(ou seja, multiplique por ). Isso dá a equação
Pelo item (1) da regra, o
dessa meia-reação é metade de
, ou seja
.
- Para conseguir cancelar os
e a meia-molécula de presentes em (II), é conveniente inverter essa meia-reação. Ao inverter, a equação fica
e o
muda de sinal: passa de
para
.
Passo 5
Escrever explicitamente as duas equações que vamos somar:
- A equação (II) (dada):
- A meia-reação (I) invertida (obtida a partir de (I) dividida por
e invertida):
Passo 6
Somar as duas equações e fazer o cancelamento algébrico:
Somando membro a membro:
Agora cancelar termos que aparecem em ambos os lados:
-
cancela (aparece à esquerda e à direita). -
cancela. -
cancela.
Após o cancelamento fica:
que é exatamente a reação alvo.
Passo 7
Somar os
correspondentes das equações usadas:
-
da equação (II) é . -
da meia-reação (I) invertida é (metade de com sinal trocado).
Logo a entalpia da reação alvo é
Passo 8
Interpretação final e checagem rápida:
- As manipulações obedeceram às regras: divisão por
(escala ), inversão da equação (muda o sinal de ), soma das equações (soma dos ). Após cancelar as espécies intermediárias obteve-se a reação desejada e somou-se corretamente os . O resultado numérico foi conferido passo a passo.