Considere a seguinte reação: 2Mg(s) + O2(g) → 2MgO(s) ΔH = -1.204 kJ (a) A reação é endotérmica ou exotérmica? (b) Calcule a quantidade de calor transferida quando 2,4 g de Mg(s) reagem a pressão constante. (c) Quantos gramas de MgO são produzidos durante uma variação de entalpia de 96,0 kJ? (d) Quantos quilojoules de calor são absorvidos quando 7,50 g de MgO(s) se decompõem em Mg(s) e O2(g) a pressão constante?
Soluções para a tarefa
a) A reação é exotérmica
b) 60,2 kJ
c) 6,4 g
d) 112,9 kJ
FUNDAMENTOS TEÓRICOS
Massa Atômica
É a massa de um átomo expressa em unidades de massa atômica (u) e indica quantas vezes a massa de um átomo é maior que a massa de 1/12 da massa do átomo de Carbono de número atômico 6 e número de massa 12
Massa Molecular
É a massa de uma molécula expressa em unidades de massa atômica (u) e indica quantas vezes a massa desta molécula é maior que a massa de 1/12 da massa do átomo de Carbono de número atômico 6 e número de massa 12
Mol
É a quantidade de matéria em química e corresponde a 6,02x10^23 unidades de uma determinada espécie química, moléculas, átomos ou íons. Este número comumente usado como 6x10^23 é conhecido como número de Avogadro
Massa Molar
É a massa em grama referente a 1 mol de moléculas, átomos ou íons. Ela é determinada a partir das massas atômicas dos elementos.
Exemplificando
Considerando a massa atômica do Na = 23 u; do H = 1 u; S = 32 u e O = 16 u
A massa molar de 1 mol de átomos de Na é de 23 g
A massa molar de 1 mol de cátions Na+ é de 23 g
A massa molar de 1 mol de H2SO4 = 2 x 1 + 1 x 32 + 4 x 16 = 98 g
Sua unidade de medida, portanto é g/mol
Entalpia
A entalpia é a energia térmica envolvida em uma reação ou processo químico à pressão constante.
Reações ou Processos Exotérmicos
Ocorrem com liberação de calor.
Representações de uma reação exotérmica
A + B – Q(cal) → C + D
A + B → C + D + Q (cal)
A + B → C + D ΔH < 0
Reações ou Processos Endotérmicos
Ocorrem com absorção de calor.
Representações de uma reação endotérmica
A + B + Q(cal) → C + D
A + B → C + D – Q (cal)
A + B → C + D ΔH > 0
RESOLUÇÃO DO EXERCÍCIO
Etapa 1: Cálculo das massas molares
São determinadas a partir das massas atômicas retiradas da tabela periódica Mg = 24 u e O = 16 u
Mg = 24 g/mol
MgO = 1 x 24 + 1 x 16 = 40 g/mol
Etapa 2: Classificação da reação de formação do MgO
a) A reação de formação do óxido de magnésio é exotérmica pois seu ΔH é negativo
Etapa 3 (Letra b): Quantidade de calor liberada a partir de 2,4 g de Mg
2 Mg ======== Qliberado (kJ)
2 x 24 ======= 1204
2,4 =========== Q
Q = 2,4 x 1204 / 48 = 60,2 kJ
Etapa 4 (Letra c): Massa de MgO decomposta quando 96 kJ de calor é liberada
2MgO =========Qliberado(kJ)
2x40 ======== 1204
m ======== 96
m = 80 x 96 / 1204 = 6,4 g
Etapa4 (Letra d) Calor absorvido na decomposição do MgO
A reação de decomposição do MgO é:
2MgO → 2 Mg + O2 ΔH = 1204 kJ
2MgO ==========Q absorvido
2x40 =========== 1204
7,5 ============== Q
Q = 7,5 x 1204 / 80 = 112,9 kJ
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