Question

As reações de combustão são relativamente fáceis de serem realizadas e estudadas, e os resultados obtidos podem ser combinados para fornecer valores de entalpias de outros tipos de reação. Como uma ilustração, calcule a entalpia padrão de hidrogenação do cicloexeno a cicloexano, sabendo-se que as entalpias padrões de combustão dos dois compostos são -3752 kJ.mol-1 (cicloexeno) e - 3953 kJ.mol-1 (cicloexano).

Answer 1

Dados:

     Entalpias padrões de combustão:

     •   Cicloexeno  (C₆H₁₀):  ∆H = − 3752 kJ/mol;

     •   Cicloexano  (C₆H₁₂):  ∆H = − 3953 kJ/mol;

     •   Hidrogênio  (H₂):  ∆H = − 285,8 kJ/mol.

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Primeiro, equacionemos a reação de combustão completa dos hidrocarbonetos:

     $\mathsf{C_xH_y+\left(x+\dfrac{y}{4}\right)O_2\longrightarrow x\,CO_2+\dfrac{y}{2}\,H_2O}$


Os coeficientes da equação balanceada acima podem ser obtidos facilmente por inspeção (tentativa e erro).


Reações de combustão envolvidas:

     •   Cicloexeno:

          $\mathsf{C_6H_{10}(\ell)+\dfrac{17}{2}\,O_2(g)\longrightarrow 6\,CO_2(g)+5\,H_2O(\ell)\qquad \Delta H=-3752~kJ}$


     •   Cicloexano:

          $\mathsf{C_6H_{12}(\ell)+9\,O_2(g)\longrightarrow 6\,CO_2(g)+6\,H_2O(\ell)\qquad \Delta H=-3953~kJ}$


     •   Hidrogênio molecular:

          $\mathsf{H_2(g)+\dfrac{1}{2}\,O_2(g)\longrightarrow H_2O(\ell)\qquad \Delta H=-285,\!8~kJ}$


Agora, vamos reorganizar as reações de forma conveniente, para aplicarmos a Lei de Hess.

Lembre-se que ao inverter o sentido da reação, o sinal do ∆H é trocado:

     $\begin{array}{rcll}\mathsf{C_6H_{10}(\ell)+\dfrac{17}{2}\,O_2(g)}&\longrightarrow &\mathsf{6\,CO_2(g)+5\,H_2O(\ell)}&\quad\mathsf{\Delta H=-3752~kJ}\\\\ \mathsf{6\,CO_2(g)+6\,H_2O(\ell)}&\longrightarrow &\mathsf{C_6H_{12}(\ell)+9\,O_2(g)}&\quad\mathsf{\Delta H=+3953~kJ}\\\\ \mathsf{H_2(g)+\dfrac{1}{2}\,O_2(g)}&\longrightarrow &\mathsf{H_2O(\ell)}&\quad\mathsf{\Delta H=-285,\!8~kJ} \end{array}$


Aplique a Lei de Hess, somando todas as etapas acima para obter o processo global, junto com a sua variação de entalpia:

     Hidrogenação do cicloexeno:

     $\mathsf{C_6H_{10}(\ell)+H_2(g)\longrightarrow C_6H_{12}(\ell)\qquad \Delta H=-84,\!8~kJ}$


Esse valor foi obtido apenas somando os valores da variação de entalpia de todas as etapas:

     $\mathsf{\Delta H=-3752+3953-285,\!8}$

     $\mathsf{\Delta H=-84,\!8~kJ/mol}\quad\longleftarrow\quad\textsf{resposta.}$


Bons estudos! :-)