Question

Alguém ajuda? Entalpia da reação em química.

Answer 1

Resposta: Nenhuma das opções. O valor correto da entalpia da reação dada é 104,8 kJ/mol.

Resolução:

Segundo a Lei de Hess, a Entalpia de uma reação é a mesma independentemente do número de passos que sejam precisos realizar.

Usando esta Lei, vamos resolver este exercício.

A reação geral desta reação é  $2\:CH_4\;\longrightarrow\;C_2H_6\;+\;H_2$

Sabemos ainda as Entalpias das seguintes reações:

$Eq.\,1\quad CH_4\;+\;2\;O_2\;\longrightarrow\;CO_2\;+\;2\:H_2O\quad\;\qquad\Delta H=-890,4\;kJ/mol$

$Eq.\,2\quad C_2H_6\;+\;\dfrac{7}{2}\:O_2\;\longrightarrow\;2\:CO_2\;+\;3\:H_2O\qquad\Delta H=-1599,8\;kJ/mol$

$Eq.\,3\quad H_2\;+\;\dfrac{1}{2}\:O_2\;\longrightarrow\;H_2O\qquad\qquad\qquad\;\,\qquad\Delta H=-285,8\;kJ/mol$

Podemos somar as equações que temos de forma a obter a equação geral.

Como na reação geral os reagentes são 2 mol de CH₄, vamos precisar que a Eq. 1 ocorra 2 vezes no sentido direto.

$\begin{array}{rccccccc}&CH_4&+&2\;O_2&\longrightarrow&CO_2&+&2\:H_2O\\+&CH_4&+&2\;O_2&\longrightarrow&CO_2&+&2\:H_2O\end{array}\\\underline{\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\quad}\\\begin{array}{crcccccc}&\:2\:CH_4&+&4\;O_2&\longrightarrow&2\:CO_2&+&4\:H_2O\end{array}$

Por outro lado, a reação geral produz 1 mol de C₂H₆, pelo que vamos precisar que a Eq. 2 ocorra no sentido inverso 1 vez. Para isso, somamos a reação no sentido inverso.

$\begin{array}{rccccccc}&2\:CH_4&+&4\;O_2&\longrightarrow&2\:CO_2&+&4\:H_2O\\+&2\:CO_2&+&3\:H_2O&\longrightarrow&C_2H_6&+&\dfrac{7}{2}\:O_2\end{array}\\\underline{\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\quad}\\\begin{array}{crcccccc}&\;\;\,2\:CH_4&+&\dfrac{1}{2}\:O_2&\longrightarrow&C_2H_6&+&H_2O\end{array}$

Nota: Se o mesmo composto aparecer nos reagentes e nos produtos de reação, subtraem-se os seus coeficientes e aparecem do lado em que forem positivos.

Por fim, precisamos de que a Eq. 3 ocorra no sentido inverso 1 vez para que o H₂ surja nos produtos de reação.

$\begin{array}{rccccccc}&2\:CH_4&+&\dfrac{1}{2}\:O_2&\longrightarrow&C_2H_6&+&H_2O\\+&&&H_2O&\longrightarrow&H_2&+&\dfrac{1}{2}\:O_2\end{array}\\\underline{\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\quad}\\\begin{array}{crcccccc}&\qquad\qquad&&2\:CH_4&\longrightarrow&C_2H_6&+&H_2\end{array}$

Assim, podemos dizer que a reação geral (R.G.) é dada por:

$R.G.= 2\:Eq.1-Eq.2-Eq.3$

Da mesma forma, temos que:

    $\Delta H_{R.G.}=2\:\Delta H_1-\Delta H_2-\Delta H_3\Leftrightarrow$

$\Leftrightarrow\Delta H_{R.G.}=2\times(-890,4)-(-1599,8)-(-285,8)\Leftrightarrow$

$\Leftrightarrow\Delta H_{R.G.}=-1780,8+1599,8+285,8\Leftrightarrow$

$\Leftrightarrow\Delta H_{R.G.}=104,8\;kJ/mol$

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