Para as seguintes reacções a
O calor de combustão da grafite é -
e o do
é -
. Calcule o calor de formação do CaC , (s) a
.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem um exercício de química sobre calor de formação, especificamente para o composto CaC₂(s) a 25°C. O que a gente precisa fazer é usar as reações fornecidas e as entalpias de combustão para calcular o calor de formação desse composto. Para isso, vamos usar o Princípio de Hess, que nos permite calcular a variação de entalpia de uma reação combinando várias reações conhecidas.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é o calor de formação. É a mudança de entalpia quando 1 mol de um composto é formado a partir de seus elementos em suas formas mais estáveis nas condições padrão (25°C e 1 atm). No nosso caso, queremos encontrar:
Queremos encontrar
dessa reação.
Passo 3
Agora, vamos analisar as reações fornecidas e ver como podemos combiná-las para chegar à nossa reação alvo. As reações dadas são:
-
, -
,
Além disso, temos os calores de combustão:
- Grafite ©:
-
:
Passo 4
Vamos montar a equação para a combustão da CaC₂. A combustão completa da CaC₂ é representada pela reação:
O
dessa reação não foi dado diretamente, mas podemos relacionar com os calores de combustão dos reagentes e produtos.
Passo 5
Usando o Princípio de Hess, sabemos que a variação total de entalpia pode ser calculada somando as entalpias das reações individuais que compõem o caminho da reação global.
Vamos considerar as seguintes etapas:
- Formação de CaO:
- Formação de Ca(OH)₂:
- Combustão de C₂H₂:
- Combustão do grafite ©:
Passo 6
Vamos montar a expressão para
da reação de combustão da CaC₂ usando os calores de combustão dos reagentes e produtos:
Sabemos que:
Como
dos elementos em estado padrão é zero, e conhecendo os outros valores, podemos reorganizar para encontrar
.
Passo 7
Considerando que a água (
) está em estado líquido e seu
é conhecido (
), e também sabendo os valores das outras entalpias:
Vamos isolar
:
Substituindo os valores:
Passo 8
Precisamos determinar
, que é o calor de combustão da CaC₂. Para isso, vamos usar as reações de combustão do grafite e do C₂H₂, ajustando-as para igualar a nossa reação de combustão da CaC₂.
Após os cálculos e substituições necessárias, chegamos ao valor de
para o CaC₂.
Resposta
O calor de formação do
a
é
.