1) Dadas as seguintes equações, a 25 oC:
C(grafite) + 2 H2(g) + ½ O2(g) → CH4O(l) ∆H = – 238kJ
CO2(g) → C(grafite) + O2(g) ∆H = +393kJ
H2(g) + ½ O2(g) → H2O(l) ∆H = – 285kJ
a) Determine a equação de combustão completa para o metanol (CH4O).
b) Calcule a entalpia de combustão completa do metanol, usando lei de Hess.
c) Tal processo é endotérmico ou exotérmico?
Soluções para a tarefa
A Lei de Hess diz que:
Em uma reação química, a variação da entalpia é sempre a mesma, quer ela ocorra em uma única etapa ou em várias. A variação da entalpia depende somente dos estados inicial e final.
Para montar as equações e aplicar a Lei de Hess, podemos fazer algumas alterações:
1°) as equações intermediárias devem estar de acordo com a reação global. Assim precisamos arranjar as equações na ordem que reagem ou são produzidas. Caso seja necessário inverter a reação, troca-se o sinal da ΔH;
2°) acertar os coeficientes também de acordo com a reação global. Se a equação for multiplicada, a ΔH também deve ser multiplicada pelo mesmo número.
3°) realizar o somatório para montar a reação global;
4°) somar os valores das ΔH das equações intermediárias para achar a ΔH da reação global.
Queremos determinar o valor da variação da entalpia da reação de combustão do metanol, que é a seguinte:
CH3OH + O2 → CO2 + H2O
Dadas as reações, basta:
I. C(grafite) + 2 H2(g) + ½ O2(g) → CH3OH(l) - 238 kJ
II. CO2(g) → C(grafite) + O2(g) + 393 kJ
III. H2(g) + ½ O2(g) → H2O(l) - 285 kJ
Inverter a primeira:
CH3OH(l) → C(grafite) + 2 H2(g) + ½ O2(g) + 238 kJ
Inverter a segunda:
C(grafite) + O2(g) → CO2(g) - 393 kJ
Manter a terceira e multiplicar por 2:
2 H2(g) + O2(g) → 2 H2O(l) - 570 kJ
Somando as equações:
CH3OH + 3/2 O2 → CO2 + 2 H2O
ΔH = 238 - 393 - 570
ΔH = - 725 kJ
b) O processo é uma reação de combustão, logo há liberação de energia na forma de calor, então é exotérmico, pois há liberação de calor.