Question

São dadas as seguintes variações de entalpia de combustão.
c(s)+O2(g) CO2(g) H1=-94,0Kcal
H2(g)+1/2O2(g) H2O(l) H2=-68,0Kcal
CH4(g)+2O2(g) CO2+2H2O(l) H3= -212,0 Kcal
Calcule a energia envolvida na formação de 1 mol de metano, considerando a seguinte equação: C(s)+2H2(g)CH4(g)

Answer 1

Oi Nathalmeeida!

Lei de Hess:

$C_{ (s) }\quad +\quad O_{ 2(g) }\quad \longrightarrow \quad CO_{ 2 }_{ (g) }\quad \Delta H=-94,0Kcal \\ H_{ 2 }_{ (g) }\quad +\quad 1/2O_{ 2 }_{ (g) }\quad \longrightarrow \quad H_{ 2 }O_{ (l) }\quad \Delta H=-68,0Kcal \\ CH_{ 4 }_{ (g) }\quad +\quad 2O_{ 2 }_{ (g) }\quad \longrightarrow \quad CO_{ 2 }_{ (g) }\quad +\quad 2H_{ 2 }O_{ (l) }\quad \Delta H=-212,0Kcal$

Multiplique a segunda reação por 2 e inverta a terceira reação, com isso o ΔH da reação 2 irá dobrar e o ΔH da reação 3 irá inverter o sinal:

$\begin{cases} C_{ (s) }\quad +\quad O_{ 2(g) }\quad \longrightarrow \quad CO_{ 2 }_{ (g) }\quad \Delta H=-94,0Kcal \\ 2H_{ 2 }_{ (g) }\quad +\quad O_{ 2 }_{ (g) }\quad \longrightarrow \quad 2H_{ 2 }O_{ (l) }\quad \Delta H=-136,0Kcal \\ CO_{ 2 }_{ (g) }\quad +\quad 2H_{ 2 }O_{ (l) }\quad \longrightarrow \quad CH_{ 4 }_{ (g) }\quad +\quad 2O_{ 2 }_{ (g) }\quad \Delta H=+212,0Kcal\quad \end{cases}$

Somando as equação acharemos a equação com seguinte ΔH:

$C_{ (s) }\quad +\quad 2H_{ 2 }_{ (g) }\quad \longrightarrow \quad CH_{ 4 }_{ (g) }\quad \Delta H=-18Kcal$

Como o carbono e o hidrogênio são substâncias simples as suas respectivas energias de ligações são 0.

Com isso sabemos que a energia de ligação de 1mol de metano (segundo a estequiometria da equação) é -18Kcal.

Espero ter ajudado, Att.

Answer 2

A energia envolvida na formação de 1 mol de metano é de -18 kcal.

Para encontrarmos a entalpia de formação da reação proposta, precisamos aplicar os conceitos que envolvem a Lei de Hess ou lei da soma dos calores de reação.

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.

Assim, temos:

Multiplique a segunda reação por 2 e inverta a terceira reação, com isso o ΔH da reação 2 irá dobrar e o ΔH da reação 3 irá inverter o sinal:

1 eq. - mantida: C(s) + O2(g) → CO2(g)    H1 = - 94,0 kcal

2 eq. - x2: 2 H2(g) + O2(g) → 2 H2O(l)    H2 = 2 . - 68,0 = - 136 kcal

3 eq. - invertida: CO2 + 2 H2O(l) → CH4(g) + 2 O2(g)  H3 =  212,0 kcal

Somando temos a reação global:

C(s) + 2 H2(g) → CH4(g)

E a entalpia de formação será ΔH = - 94 - 136 + 212 = - 18 kcal

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