Question

A gasolina, que pode ser representada pela fórmula do octano, tem massa especifica 704 g/L. Estimar a variação da entalpia quando se queima 28,5 litros de gasolina, partindo das energias de ligação:0 = 0 (117 kcal); C = 0 (173 kcal); 0–H (111 kcal); C–C (83 kcal); C–H (99 kcal).

Answer 1

Primeiramente, escrevemos a reação de combustão do octano ($C_{8}H_{18}$), para conhecermos as relações estequiométricas entre os compostos. Assim:

$9C_{8}H_{18}$   +   $\frac{25}{2}$$O_{2}$   →   $8CO_{2}$   +   $9H_{2}O$

Agora, precisamos descobrir a quantidade de matéria ($mol$) do octano ($C_{8}H_{18}$), para depois encontrarmos as dos outros reagentes e produtos.

Utilizando a massa específica do octano (704 $g.l^{-1}$), fazemos uma simples regra de três. Assim:

1 $l$ ---------- 704 $g$
28,5 $l$ ---------- x

x = 20064 $g$

Em seguida, calculamos quantos mols de octano existem em 20064 $g$ dessa substância, utilizando a sua massa molar (114 $g.mol^{-1}$). Assim:

1 $mol$ ------ 114 $g$
  y ------ 20064 $g$

y = 176 $mol$

O próximo passo é calcular as energias de ligação nos reagentes e nos produtos.

NOS REAGENTES

Octano:   $CH_{3}-CH_{2}-CH_{2}-CH_{2}-CH_{2}-CH_{2}-CH_{2}-CH_{3}$

Número de ligações C-C: 7.
 
Então, 7 × 83 = -581 $kcal.mol^{-1}$

Número de ligações C-H: 18.

Então, 18 × 99 = -1782 $kcal.mol^{-1}$

Gás oxigênio: $O=O$

Número de ligações O=O: 1.

Então, 1 × 117 = -117 $kcal.mol^{-1}$

NOS PRODUTOS

Gás carbônico: $CO_{2}$

Número de ligações C=O: 2.

Então, 2 × 173 = -346 $kcal.mol^{-1}$

Água: $H_{2}O$

Número de ligações H-O: 2.

Então, 2 × 111 = -222 $kcal.mol^{-1}$


Finalmente, calculamos a variação de entalpia (ΔH). Assim:

ΔH = H$_{produtos}$ - H$_{reagentes}$
ΔH = [9 × (-222) + 8 × (-346)] - [(-581 - 1782) + ($\frac{25}{2}$ × (-117)]
ΔH = -940,5 $kcal.mol^{-1}$

Como no início foram introduzidos 176 $mol$ de octano, vem:

E = -940,5 $kcal.mol^{-1}$ × 176 $mol$

E = -165528 $kcal$

Resposta: -165528 $kcal$