A reação a seguir é conhecida como reação da térmita
Essa reação altamente exotérmica é usada para soldar unidades maciças, como hélices para navios grandes. Usando as entalpias de formação tabeladas, calcule o
para essa reação.
Passo 1
O enunciado dá a reação (já balanceada) e pede o valor de
usando entalpias de formação tabeladas:
Informações que vou usar (valores padrão de entalpia de formação, retirados de tabelas termodinâmicas padrão):
-
(elemento na forma padrão). -
(elemento na forma padrão). -
. -
.
O que é pedido: calcular
da reação conforme escrita (isto é, para as quantidades estequiométricas indicadas).
Passo 2
Conceito e fórmula que usaremos (aula rápida): a entalpia padrão da reação é obtida pelas entalpias padrão de formação dos produtos e reagentes, ponderadas pelos coeficientes estequiométricos. A fórmula é:
onde:
-
é a entalpia padrão da reação (o que queremos), -
e são os coeficientes estequiométricos (sempre positivos nas somas), -
é a entalpia padrão de formação da substância (kJ por mol da substância formada a partir dos elementos em seus estados padrão).
Explicando em miúdos: some as entalpias de formação dos produtos multiplicadas pelos seus coeficientes, subtraia a soma análoga para os reagentes. Elementos simples na forma padrão têm
.
Passo 3
Aplicando a fórmula à reação dada. Primeiro escrevo as somas explicitamente:
Agora substituo os valores tabelados indicados no Passo 1.
Passo 4
Substituindo valores e calculando passo a passo:
Produtos:
Produtos:
Reagentes:
Agora a diferença:
Passo 5
Interpretação e observações finais:
- O valor é negativo (
), o que confirma que a reação é fortemente exotérmica (libera calor). - Esse valor refere-se à reação tal como escrita: isto é, por cada
mol de consumido (e mol de ), a energia liberada é . - Dependendo da tabela usada, os valores numéricos de
podem variar ligeiramente; portanto, resultados próximos (por exemplo, a ) são esperados se outra tabela for consultada.