O benzeno, composto orgânico representado por (1), pode ser obtido a partir do hexano, representado por (2), num processo chamado de reforma catalítica. Essas substâncias são solventes orgânicos muito utilizados em laboratórios e indústrias químicas, em processos que vão desde a extração de óleos e essências em vegetais até a produção de tintas e esmaltes.
a) Sabendo que a reação de transformação de (2) em (1) envolve apenas a liberação de gás hidrogênio, escreva a equação balanceada para a produção de 1 mol de hexano.
b) Conhecendo-se os calores de combustão do hidrogênio, do benzeno e do hexano, calcule a variação de entalpia da reação equacionada no item anterior usando a lei de Hess.
Soluções para a tarefa
a) Equação balanceada:
C6H14 → C6H6 + 4 H2
b) Entalpia = ∆H = + 230 kJ
A reação global desse processo é a seguinte:
C6H14 → C6H6 + 4 H2
A Lei de Hess diz que:
Em uma reação química, a variação da entalpia é sempre a mesma, quer ela ocorra em uma única etapa ou em várias. A variação da entalpia depende somente dos estados inicial e final.
Para montar as equações e aplicar a Lei de Hess, podemos fazer algumas alterações:
1°) as equações intermediárias devem estar de acordo com a reação global. Assim precisamos arranjar as equações na ordem que reagem ou são produzidas. Caso seja necessário inverter a reação, troca-se o sinal da ΔH;
2°) acertar os coeficientes também de acordo com a reação global. Se a equação for multiplicada, a ΔH também deve ser multiplicada pelo mesmo número.
3°) realizar o somatório para montar a reação global;
4°) somar os valores das ΔH das equações intermediárias para achar a ΔH da reação global.
Temos o seguinte:
Inverter a I e multiplicar por 4:
4 H2O → 4 H2 + 2 O2 (∆H = +1120 kJ)
Inverter a II:
6 CO2 + 3 H2O → C6H6 + 15/2 O2 (∆H = + 3270 kJ)
Mantém a III:
C6H14 + 19/2 O2 → 6 CO2 + 7 H2O (∆H = -4160 kJ)
Reação global: C6H14 → C6H6 + 4 H2
Somando as entalpias:
∆H = +1120 + 3270 -4160 = + 230 kJ