São fornecidas as entalpias para as seguintes reações:
ll N2(g)+O2(g) 2 NO(g) & De
Utilizando a Lei de Hess, calcule a entalpia para a reação:
2 N2 O(g)+NO2(g) 3 NO(g)

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente tem uma questão sobre entalpia de reações químicas e vamos usar a Lei de Hess para resolver. A Lei de Hess nos ajuda a calcular a entalpia de uma reação que não está diretamente disponível, combinando outras reações cujas entalpias a gente já conhece. No nosso caso, temos três reações com suas respectivas entalpias e precisamos descobrir a entalpia para a reação que combina 2 mols de N₂O com 1 mol de NO₂ formando 3 mols de NO.

Passo 2

Primeiro, vamos escrever as três reações fornecidas com suas entalpias:
  1. Formação de NO:
    N2(g) + O2(g) 2 NO(g) De
  2. Formação de NO₂:
    2 NO(g) + O2(g) 2 NO2(g) De
  3. Decomposição de N₂O:
    2 N2O(g) 2 N2(g) + O2(g) De

Passo 3

Nosso objetivo é encontrar a entalpia da seguinte reação:
2 N2O(g) + NO2(g) 3 NO(g)
Para isso, vamos manipular as reações fornecidas de maneira que, quando somadas, resultem na reação desejada.

Passo 4

Vamos analisar cada reação e ver como podemos combiná-las:
  1. Reação 3 (Decomposição de N₂O):
    2 N2O 2 N2 + O2 De
    Essa reação já está na direção certa para o que precisamos.
  2. Reação 2 (Formação de NO₂):
    2 NO + O2 2 NO2 De
    Queremos o NO₂ como reagente na reação final, então precisamos inverter essa equação para trazer o NO₂ para os reagentes:
    2 NO2 2 NO + O2 De
  3. Reação 1 (Formação de NO):
    N2 + O2 2 NO De
    Vamos manter essa reação como está.

Passo 5

Agora, vamos somar as reações ajustadas:
  1. Reação 3:
    2 N2O 2 N2 + O2 De
  2. Reversão da Reação 2:
    2 NO2 2 NO + O2 De
  3. Reação 1:
    N2 + O2 2 NO De
Vamos somar as três reações:
  • Lado dos reagentes:
    2 N2O + 2 NO2 + N2 + O2
  • Lado dos produtos:
    2 N2 + O2 + 2 NO + O2 + 2 NO
Simplificando, observamos que alguns termos se cancelam:
  • Cancelam-se 2 N2 de ambos os lados.
  • Cancelam-se 2 O2 de ambos os lados.
O que resta é:
2 N2O + NO2 4 NO

Passo 6

Perceba que nossa reação final ficou com 4 mols de NO, mas o objetivo era obter 3 mols. Para ajustar isso, vamos dividir toda a equação por 4 e multiplicar por 3:
34 times (2 N2O + NO2 4 NO)
Isso resulta em:
32 N2O + 34 NO2 3 NO
Para evitar frações, podemos multiplicar todos os coeficientes por 4:
3 N2O + 3 NO2 12 NO
Mas, para simplificar e chegar exatamente na reação desejada, podemos ajustar os coeficientes de maneira apropriada.

Passo 7

Vamos reconsiderar o ajuste dos coeficientes para chegar na reação exata:
Nossa soma anterior deu:
2 N2O + NO2 4 NO
Queremos:
2 N2O + NO2 3 NO
Perceba que a única diferença é que temos um mol a mais de NO na reação intermediária. Para ajustar isso, simplesmente dividimos os entalampos pela quantidade correspondente de NO produzido.

Passo 8

Agora, somamos os ΔH das reações que utilizamos:
  1. Reação 3:
    De
  2. Reversão da Reação 2:
    De
  3. Reação 1:
    De
Somando todos:
De
Mas, como nossa reação intermediária produziu 4 mols de NO e queremos 3, vamos ajustar proporcionalmente:
De

Resposta

A entalpia da reação $ 2 \mathrm{N}{2}\mathrm{O}(\mathrm{g}) + \mathrm{NO}{2}(\mathrm{g}) \rightarrow 3 \mathrm{NO}(\mathrm{g}) $ é aproximadamente +342,8 kJ.

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