A reação:
Dados a 298 K :
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Calcule
a 1200 K
Passo 1
O enunciado pede para calcular
da reação
na temperatura
, sabendo que à
vale
.
Informações fornecidas:
-
. -
. -
. -
.
O que é pedido: calcular
da reação à
(por mol de reação na forma escrita).
Passo 2
Conceito e fórmula que vamos usar (explicação didática):
A entalpia de reação varia com a temperatura segundo a diferença das capacidades caloríficas dos produtos e reagentes. Matematicamente, para passar de uma temperatura para outra
vale a relação (integração da variação de entalpia):
A entalpia de reação varia com a temperatura segundo a diferença das capacidades caloríficas dos produtos e reagentes. Matematicamente, para passar de uma temperatura
onde
é a capacidade calorífica molar da reação definida como
e
são os coeficientes estequiométricos (positivos para produtos, negativos para reagentes). Aqui a reação tem coeficiente
para cada espécie na forma dada.
Explicando em miúdos:
é “quanto calor a mais (ou a menos) por grau” a mistura de produtos armazena comparada com a mistura de reagentes. Se
for constante (aproximação comum quando
pouco varia com
), a integral vira simplesmente
.
Passo 3
Calcular
da reação com os valores fornecidos (usei os números do enunciado):
Substituindo:
Comentário didático: o valor deu negativo, isto é, os produtos (aqui
) têm menor capacidade calorífica total que os reagentes combinados; isso influencia a variação de
com
.
Passo 4
Determinar a variação de temperatura:
Passo 5
Calcular a contribuição da integração (assumindo
constante):
Fazendo a conta:
Converter para
(dividir por
):
Passo 6
Somar essa correção à entalpia padrão em
:
Arredondando de forma razoável (duas casas decimais):
Breve interpretação física e incentivo: como
é negativo, ao aquecer a mistura a entalpia de reação fica mais negativa — a reação torna-se, em termos de entalpia, um pouco mais exotérmica a
. Força aí — você já domina a ideia principal para usar isso na prova!