(IF-GO) O trifluormetano,
, é produzido pela fluoração do gás metano, de acordo com a equação abaixo não balanceada.
Dados:
Substância
-1437
-75
-271
A entalpia-padrão da reação de fluoração do gás metano, em kJ.
, é igual a:
| Substância |
|
|
|
-1437 |
|
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-75 |
|
|
-271 |
Passo 1
O enunciado pede a entalpia-padrão da reação de fluoração do metano, em
. A reação não balanceada fornecida é:
Dados fornecidos (entalpias-padrão de formação, em
):
Observação: o enunciado não deu
para
(elemento no seu estado padrão).
Passo 2
Conceito que vamos usar (aulas rápidas): a entalpia-padrão de reação é calculada a partir das entalpias-padrão de formação usando a relação
Explicando cada parte:
é a variação de entalpia da reação sob condições padrão;
é a entalpia-padrão de formação da espécie
(entalpia para formar 1 mol da substância a partir dos elementos no estado padrão);
e
são os coeficientes estequiométricos (números estequiométricos) de produtos e reagentes, respectivamente. Importante: para um elemento no seu estado padrão (por exemplo
), temos
Passo 3
Primeiro passo prático: balancear a equação química. Conta de átomos iniciais (na forma não balanceada):
- Carbono: 1 no reagente (
), 1 no produto ( ) — OK. - Hidrogênio:
no reagente, no produto tem e tem . Precisamos de coeficiente tal que a soma dos H dos produtos seja . - Flúor: do reagente cada
tem 2 átomos de F.
Se colocarmos
moléculas de
no produto, então os hidrogênios no produto ficam
(em
)
(em
)
, batendo com o reagente. Contabilizando flúor:
tem
F e
tem
F, total
F no produto; daí precisamos de
no reagente para fornecer
átomos de F. Logo a equação balanceada é:
Passo 4
Agora aplicamos a fórmula da entalpia da reação com os coeficientes obtidos. Escrevendo explicitamente:
Substituindo os valores dados e lembrando que
:
Passo 5
Fazendo as contas passo a passo (vou mastigar):
Produtos:
Produtos:
Reagentes:
Subtraindo:
Interpretação rápida: o valor é negativo, então a reação é exotérmica (libera calor). Você pode anotar este valor diretamente na folha da prova.