Question

Quantidades diferentes de entalpia são envolvidas na combustão do etanol, C2H5OH, e etileno, C2H4, como mostram as equações I e II: I. 1 C2H5OH(l) + 3 O2(g) → 2 CO2(g) + 3 H2O(l) ∆H = – 1368 kJ/mol de etanol II. C2H4(g) + 3 O2(g) → 2 CO2(g) + 2 H2O(l) ∆H = – 1410 kJ/mol de etileno Sob condições adequadas, é possível obter etanol a partir da reação representada pela equação III.

Answer 1

III. C2H4(g) + H2O(l) → C2H5OH(l)

a) Qual a variação de entalpia envolvida por mol de C2H4 consumido na reação III?

b) Sabendo-se que a entalpia de formação da H2O(l) é – 286 kJ/mol e que a do C2H4(g) é 52 kJ/mol, calcule a entalpia de formação por mol de C2H5OH(l) .

Olá,
a) pela lei de Hess podemos somar as equações 

1
C2H5OH(l) + 3 O2(g) --> 2 CO2(g) + 3 H2O(l) ΔH = – 1368 kJ/mol 
e 

2

C2H4(g) + 3 O2(g) --> 2 CO2(g) + 2 H2O(l) ΔH = – 1410 kJ/mol 

para inferir a variação de entalpia da 3:

C2H4(g) + H2O(l) --> C2H5OH(l)

mas para isso precisamos fazer uma alteração:

na equação 1 o C2H5OH(l) aparece como reagente, mas nós precisamos dele no lado dos produtos, conforme a reação 3. Temos que inverter a reação 1 para que ele apareça no lado dos produtos. Ao fazer isso, teremos que inverter também o sinal do ΔH dessa reação.

Ficará:

2 CO2(g) + 3 H2O(l) --> C2H5OH(l) + 3 O2(g)
   C2H4(g) + 3 O2(g) --> 2 CO2(g) + 2 H2O(l)
_____________________________________
C2H4(g) +  H2O(l) --> C2H5OH(l)

as moléculas de O2 e de CO2 que aparecem em quantidades iguais dos dois lados da reação, são cancelados, e em relação ao H2O que tem 3 do lado dos reagentes e 2 do lado dos produtos, sobra apenas 1 mol de H2O do lado dos reagentes. Ficando exatamente igual a reação 3.

Agora podemos fazer a soma dos ΔH, como a reação 1 foi invertida, o ΔH deve ter o seu sinal trocado:

ΔH = 1368 kJ/mol  + (– 1410 kJ/mol) = -42kJ/mol

b) Sabendo-se que a entalpia de formação da H2O(l) é -286 kJ/mol e que a do C2H4(g) é 52 kJ/mol, calcule a entalpia de formação por mol de C2H5OH(l)


A entalpia de reação, é obtida a partir da entalpia da formação dos produtos, menos os reagentes.

ΔH = ΔHf produtos - ΔHf reagentes

como já calculamos a entalpia da reação no item anterior, -42kJ/mol, e temos as entalpias dos reagentes, podemos  substituir na equação e calcular ΔHf do produto da reação, que é o C2H5OH(l)


- 42kJ/mol = ΔHf produto -(- 286 kJ/mol + 52 kJ/mol)
- 42kJ/mol = ΔHf produto + 234kJ/mol
- 42kJ/mol - 234kJ/mol = ΔHf produto
-276kJ/mol = ΔHf produto