Question

O GÁS METANO (CH4) PODE SER SINTETIZADO DE ACORDO COM A SEGUINTE REAÇÃO: C(grafite) + 2h2(g) ---) CH4(g) : dadas as reações das etapas envolvidas nesse processo : i) C(grafite) + O2(g) → CO2(g) ΔH° = -393,5KJ II) 2H2(g) + O2(g) → 2H2O(1) Δ H° = -571,6 KJ III ) CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(1) Δ H = -890,4 KJ CALCULE O Δ H° f (CH4). R= Δ H°F (CH4).

Answer 1

Boa tarde, Lucas.

Para descobrirmos a entalpia de formação do metano, podemos manipular as reações dadas com entalpias conhecidas.

Pela primeira reação com entalpia dada, temos o carbono grafite, que aparece na reação de interesse:

$C_{(grafite)} + O_{2(g)} \to CO_{2(g)} + 393,5kJ$

Destacando que quando a entalpia de formação é negativa, a reação libera calor. Por isso a reação como escrita acima é equivalente à dada no enunciado.

Podemos somar a segunda equação à primeira:

$+\left \{ {{C_{(grafite)} + O_{2(g)} \to CO_{2(g)} + 393,5kJ} \atop {2H_{2(g)} + O_{2(g)} \to 2H_2O_{(l)}+571,6 kJ}} \right.$

$C_{(grafite)} +2H_{2(g)}+ 2O_{2(g)} \to CO_{2(g)}+2H_2O_{(l)}+965,1kJ$

Assim como somamos as equações, somamos suas entalpias.

Para a terceira reação, devemos usar outro artifício. Podemos inverter a reação se invertermos tambem o sinal da entalpia. Ficamos com:

$CO_{2(g)}+2H_2O_{(l)} \to CH_{4(g)}+2O_{2(g)}-890,4kJ$

Agora somando as duas reações:

$+ \left \{ {{C_{(grafite)} +2H_{2(g)}+ 2O_{2(g)} \to CO_{2(g)}+2H_2O_{(l)}+965,1kJ} \atop {CO_{2(g)}+2H_2O_{(l)} \to CH_{4(g)}+2O_{2(g)}-890,4kJ}} \right.$

Sabendo que termos que encontram-se nos dois lados da reação se anulam, podemos eliminar os componentes O2, CO2 e H2O. Ficamos com:

$C_{(grafite)} +2H_{2(g)} \to CH_{4(g)}+74,7kJ$

Portanto a entalpia de formação do metano (ΔHº(CH4)) é igual a -74,7kJ.

Espero ter ajudado. Bons estudos!