Utilize a Lei de Hess para encontrar a entalpia de reação dos seguintes sistemas:
Entalpia de formação do metano a partir de:
Reação química
(-1179,0)
(-285,5)
(-889,5)

Passo 1

O enunciado pede a entalpia de formação do metano, ou seja, a variação de entalpia da reação
C(grafite) + 2,H2(g) longrightarrow CH4(g),
usando a Lei de Hess. Temos as entalpias de três reações de combustão e vamos combiná-las de modo a obter a reação acima.

Passo 2

Normalizamos a reação de formação de CO2 a partir de grafite dividindo por 3:
3,C(grafite) + 3,O2(g) longrightarrow 3,CO2(g) De<a H = -1179,0 kJ
torna-se
C(grafite) + O2(g) longrightarrow CO2(g) De<a H1' = -tfrac1179,03 = -393,0 kJ

Passo 3

Multiplicamos a reação da formação de água por 2:
H2(g) + tfrac12,O2(g) longrightarrow H2O(l) De<a H2 = -285,5 kJ
torna-se
2,H2(g) + O2(g) longrightarrow 2,H2O(l) 2De<a H2 = -571,0 kJ

Passo 4

Somamos as duas equações ajustadas para obter a combustão dos elementos em CO2 e H2O:
C(grafite) + O2 ;+; 2,H2 + O2 longrightarrow CO2 + 2,H2O
e a entalpia dessa soma é
De<a H4 = De<a H1' + 2De<a H2 = -393,0 + (-571,0) = -964,0 kJ

Passo 5

Invertemos a reação de combustão do metano (reação 3) para obter a formação do metano a partir de CO2 e H2O:
CH4(g) + 2,O2(g) longrightarrow CO2(g) + 2,H2O(l) De<a H3 = -889,5 kJ
invertida fica
CO2(g) + 2,H2O(l) longrightarrow CH4(g) + 2,O2(g) De<a H5 = +889,5 kJ

Passo 6

Somando a equação do passo 4 com a do passo 5, cancelam-se CO2, 2,H2O e 2,O2, restando
C(grafite) + 2,H2(g) longrightarrow CH4(g)
A entalpia de formação do metano é
De<a Hf = De<a H4 + De<a H5 = -964,0 + 889,5 = -74,5 kJ

Resposta

De<a Hfl(CH4(g)r) = -74,5 kJ/mol

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