Usando a tabela das entalpias médias de ligação, estime se a reação abaixo é exotérmica ou endotérmica.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O que a gente tem aqui é uma reação química onde a hidrazina (
) está se transformando em nitrogênio (
) e hidrogênio (
). Nosso objetivo é descobrir se essa reação libera calor (exotérmica) ou absorve calor (endotérmica). Para resolver isso, vamos usar as entalpias médias de ligação, que basicamente nos dizem quanta energia é necessária para quebrar ou formar ligações químicas.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar quais ligações estão sendo quebradas e quais estão sendo formadas nessa reação.
Ligações sendo quebradas:
- Na hidrazina (
), temos uma ligação N–N e quatro ligações N–H.
Ligações sendo formadas:
- No nitrogênio (
), há uma ligação tripla N≡N. - No hidrogênio (
), temos duas ligações H–H (uma para cada molécula de ).
Passo 3
Agora, vamos usar as entalpias médias de ligação para calcular a energia envolvida na quebra e formação dessas ligações. Aqui estão alguns valores típicos:
- Ligação N–N: 163 kJ/mol
- Ligação N–H: 391 kJ/mol
- Ligação N≡N: 945 kJ/mol
- Ligação H–H: 436 kJ/mol
Passo 4
Vamos calcular a energia total necessária para quebrar as ligações nos reagentes:
- Quebrar 1 ligação N–N:
- Quebrar 4 ligações N–H:
Total de energia absorvida (quebra das ligações):
Passo 5
Agora, vamos calcular a energia liberada na formação das ligações dos produtos:
- Formar 1 ligação N≡N:
- Formar 2 ligações H–H:
Total de energia liberada (formação das ligações):
Passo 6
Vamos agora calcular a mudança total de entalpia (
) da reação:
Resposta
Como
é negativo (-90 kJ), a reação libera energia. Portanto, a reação é exotérmica.