1. Dados os valores de formação:
C2H6O -- 277,8 kj/mol CO2 = - 245,7 kj/mol H20=-286,1 kj/mol
Calcule e classifique o ΔH para a reação: C2H6O + 3 02 → 2 C02+3H2O
2. Dados os valores de formação:
Fe2O3 = - 196,50 kJ FeO = -63,80 kJ CO = -26,42 kJ CO2 -- 94.05 kJ
Calcule e classifique o ΔH em Kcal/mol para: Fe2O3, +CO → 2 FeO + CO2
3. Dadas as entalpias de formação:
CH40 = 86,7 kcal CO2 = -94 kcal H2O = -68,3 kcal
Calcule o ΔH e classifique-o para a reação: CH4O + 3/2 02 → CO2 + 2 H2O
Soluções para a tarefa
"A entalpia-padrão de formação de uma substância é o ΔH° da reação de formação dessa substância exclusivamente a partir de substâncias simples, todas no estado físico e na variedade alotrópica mais estáveis no estado-padrão.
Para calcular as entalpias para as reações, devemos utilizar a Lei de Hess, que trata exatamente de situações como a do exemplo apresentado. Ela pode ser assim enunciada:
A variação de entalpia de uma reação é igual à soma das variações de Entalpia das etapas em que essa reação pode ser desmembrada, mesmo que esse desmembramento seja apenas teórico
Em palavras mais simples, a Lei de Hess permite que trabalhemos com equações termoquímicas como se fossem equações matemáticas. Ao somarmos equações, o DH da reação resultante dessa soma será igual à soma dos DHs das etapas somadas." FONTE: TITO e CANTO, Química na abordagem do cotidiano
Assim:
1. Aplicando a lei de Hess:
I - 2C grafite + 3H2 (g)+ 1/2 O2 (g) → C2H6O (g) ΔH=- 277,8 kJ/mol
II - C grafite + O2(g) → CO2(g) ΔH= - 245,7 kJ/mol (x2)
III - H2(g) + 1/2 O2 (g)→ H2O(g) ΔH= -286,1 kJ/mol (x3)
A equação para a qual queremos encontrar a entalpia é:
C2H6O + 3 02 → 2 C02+3H2O
Após invertermos a reação I e multiplicarmos as reações II e III por 2 e 3 respectivamente para fazer a soma, precisamos rearranja-las:
C2H6O (g) → 2C grafite + 3H2 (g)+ 1/2 O2 (g) ΔH= +277,8 kJ/mol
2C grafite + 2O2(g) → 2CO2(g) ΔH= - 491,4 kJ/mol
3H2(g) + 3/2 O2 (g)→ 3 H2O(g) ΔH= -858,3 kJ/mol
Agora cancelamos o que tem igual de cada lado da equação e somamos o resto:
C2H6O + 3 02 → 2 C02+3H2O
ΔH = +277,8 +( - 491,4) + (-858,3) => ΔH = - 1071,9 kJ
Reação Exotérmica
Ou ainda:
ΔH = [∑ n ΔHºf produtos] - [∑ n ΔHºf reagentes]
ΔH = [3 x (-286,1) + 2 x (-245,7)] - [1 x -277,8] = - 1071,9 kJ, que nos dá o mesmo resultado
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2. Seguindo o mesmo raciocínio
Fe2O3 → 2Fe + 3/2 O2 ΔH = + 196,50 kJ/mol
CO → C grafite + 1/2 O2 ΔH = +26,42 kJ/mol
2Fe + O2 → 2FeO ΔH = -127,6 kJ/mol
C grafite + O2 → CO2 ΔH = - 94.05 kJ/mol
Fe2O3 +CO → 2 FeO + CO2
ΔH = +1,25 kJ Reação endotérmica
E também:
ΔH = [∑ n ΔHºf produtos] - [∑ n ΔHºf reagentes]
ΔH = [2 x (-63,8) + 1 x (-94,05)]-[1 x (-196,5) + 1 x (-26,42)] = + 1,27 kJ
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3. Agora usando apenas o método direto (e mais simples):
ΔH = [∑ n ΔHºf produtos] - [∑ n ΔHºf reagentes]
ΔH =[1 x (-94) + 2 x (-68,3)]-[1 x (86,7)] => ΔH = -307,3 Reação exotérmica