A fermentação que produz o álcool das bebidas alcoólicas é uma reação exotérmica representada pela equação:
C₆H₁₂O₆(s) → 2C₂H₅OH(,)+ 2CO₂(g) ΔH= x kJ
Considerando-se as equações que representam as combustões da glicose e do etanol:
C₆H₁₂O₆(s) + 6O₂(g) → 6CO₂(g) + 6H₂O(l) ΔH= - 2 640 kJ
C₂H₅OH(,) + 3O₂(g) → 2CO₂(g) + 3H₂O(l) ΔH= - 1 550 kJ
pode-se concluir que o valor de x em kJ/mol de glicose é:
(5 Pontos)
Compreender que um processo químico pode ter várias etapas intermediárias, mas que sua variação de entalpia é função apenas da entalpia dos reagentes da primeira etapa e dos produtos da última etapa. Entender como se aplica o enunciado (lei de Hess) para o cálculo da variação de entalpia de um processo de várias etapas reais ou virtuais.
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Resposta:
Oi, tudo bem?
Aqui estão as reações citados no exercício:
Reação de Fermentação:
C₆H₁₂O₆(s) → 2 C₂H₅OH(l) + 2 CO₂(g) ------- ΔΗ = X kJ/mol
Reações combustão glicose e etanol:
C₆H₁₂O₆(s) + 6 O₂(g) → 6 CO₂(g) + 6 H₂O(l) ------------------ ΔΗ₁ = 2840 kJ
C₂H₅OH(l) + 3 O₂(g) → 2 CO₂(g) + 3 H₂O(l) ------------------- ΔΗ₂= 1350 kJ
Aplicamos a Lei de Hess para descobrir o valor da entalpia da reação de fermentação.
1) Observar a reação em questão e ver quais são as substâncias que estão nos reagentes e nos produtos. Comparando com o conjunto de equações acima, notamos que o C₂H₅OH(l) não está do mesmo lado, então invertemos essa reação e trocamos o sinal do ΔH.
C₆H₁₂O₆(s) + 6 O₂(g) → 6 CO₂(g) + 6 H₂O(l) ------------------ ΔΗ₁ = 2840 kJ
2 CO₂(g) + 3 H₂O(l) → C₂H₅OH(l) + 3 O₂(g) ------------------- ΔΗ₂= - 1350 kJ
2) Para anular algumas substâncias que não fazem parte da reação, é necessário modificar os coeficientes estequiométricos, de forma que a quantidade dessas substâncias seja a mesma nos reagentes e nos produtos e possamos anular. Então, vamos multiplicar a reação por 2 para anular os coeficientes de O₂ e H₂O. O valor do ΔH também precisa ser multiplicado.
C₆H₁₂O₆(s) + 6 O₂(g) → 6 CO₂(g) + 6 H₂O(l) ------------- ΔΗ₁ = 2840 kJ
4 CO₂(g) + 6 H₂O(l) → 2 C₂H₅OH(l) + 6 O₂(g) -------- ΔΗ₂= - 1350 x2 = - 2700 kJ
3) Agora podemos somar:
C₆H₁₂O₆(s) + 6 O₂(g) + 4 CO₂(g) + 6 H₂O(l) → 6 CO₂(g) + 6 H₂O(l) + 2 C₂H₅OH(l) + 6 O₂(g) --------------- ΔΗ = 2840 - 2700 kJ
4) Simplificando:
C₆H₁₂O₆(s) → 2 CO₂(g) + 2 C₂H₅OH(l) --------------- ΔΗ = 140 kJ
Finalmente, descobrimos o valor da entalpia da reação que consideramos, ΔΗ = 140 kJ, alternativa a).