Tendo como base as entalpias de combustão do metano ( -900,0 kJ / mol ) e do hidrogênio ( -600 kJ / mol ), calcule a massa de hidrogênio que fornece a mesma energia correspondente a 10 kg de metano.

Passo 1

O enunciado dá as entalpias molares de combustão do metano e do hidrogênio e pede a massa de H2 que libera a mesma energia que a combustão de 10 kg de metano. O conteúdo envolvido é calorimetria e estequiometria de energia, usando as relações entre massa, mol e entalpia de combustão.

Passo 2

Calcular o número de mols de metano em 10 kg. A massa molar do metano é
Mrm CH4 = 16 g/mol,
e 10 kg=10000 g. Logo,
nrm CH4 = 10000 g16 g/mol = 625 mol

Passo 3

Determinar a energia liberada pela combustão de 625 mol de metano. Tomando o valor absoluto da entalpia De<a Hc,rm CH4=900,0 kJ/mol,
Qrm CH4 = nrm CH4,De<a Hc,rm CH4 = 625 times 900,0 = 562500 kJ

Passo 4

Calcular quantos mols de H2 são necessários para liberar 562500 kJ, sabendo que De<a Hc,rm H2=600,0 kJ/mol:
nrm H2 = 562500 kJ600,0 kJ/mol = 937,5 mol

Passo 5

Converter 937,5 mol de H2 em massa. A massa molar do hidrogênio é Mrm H2=2 g/mol, então
mrm H2 = nrm H2,Mrm H2 = 937,5 times 2 g = 1875 g = 1,875 kg

Resposta

1,875 kg

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