PUC-PR) Aplicando a lei de Hess, determine a variação de entalpia da reação abaixo:3C(grafite) + 4H2(g) ® C3H8(g)Conhecendo-se as seguintes equações termoquímicas: 1)C(grafite) + O2(g) ® CO2(g)----------------∆H = – 94,05 kcal/mol2) H2(g) + ½O2(g) ®H2O(l) --------------∆H = – 68,3 kcal/mol3) C3H8(g)+ 5O2(g) ® 3CO2(g) + 4H2O(l)---------∆H = – 531,1 kcal/molO valor encontrado está representado na alternativa:
Respostas
Aqui é preciso usar as semi-reações para encontrar a equação da reação que é:
Equação global: 3 C + 4 H₂ ⇒ C₃H₈
semi-reações:
I - C + O₂ ⇒ CO₂ ΔH = -94,05 kcal/mol
II - H₂ + 1/2 O₂ ⇒ H₂O ΔH = -68,3 kcal/mol
III - C₃H₈ + 5 O₂ ⇒ 3 CO₂ + 4 H₂O ΔH = -531,1 kcal/mol
Primeiro, vamos multiplicar a equação I por 3 (para termos 3 C como na fórmula da equação global), como multiplica a equação por 3 o ΔH também será multiplicado por 3.
I - 3 C + 3 O₂ ⇒ 3 CO₂ ΔH = -282,15 kcal/mol
II - H₂ + 1/2 O₂ ⇒ H₂O ΔH = -68,3 kcal/mol
III - C₃H₈ + 5 O₂ ⇒ 3 CO₂ + 4 H₂O ΔH = -531,1 kcal/mol
Agora é preciso multiplicar a equação II por 4 para termos os 4 H₂ da equação global, lembrando novamente que o ΔH também será multiplicado por 4.
I - 3 C + 3 O₂ ⇒ 3 CO₂ ΔH = -282,15 kcal/mol
II - 4 H₂ + 2 O₂ ⇒ 4 H₂O ΔH = -273,2 kcal/mol
III - C₃H₈ + 5 O₂ ⇒ 3 CO₂ + 4 H₂O ΔH = -531,1 kcal/mol
Agora é preciso inverter a equação III para colocar o C₃H₈ no produto, conforme a equação global. Aqui como os produtos irão virar reagente e o regente irá virar produto, vai ocorrer a inversão do valor do ΔH que passará a ser positivo:
I - 3 C + 3 O₂ ⇒ 3 CO₂ ΔH = -282,15 kcal/mol
II - 4 H₂ + 2 O₂ ⇒ 4 H₂O ΔH = -273,2 kcal/mol
III - 3 CO₂ + 4 H₂O ⇒ C₃H₈ + 5 O₂ ΔH = +531,1 kcal/mol
Agora basta somar todas as equações:
3 C + 3 O₂ + 4 H₂ + 2 O₂ + 3 CO₂ + 4 H₂O⇒ C₃H₈ + 3 CO₂ + 4 H₂O + 5 O₂
Agora basta cancelar as moléculas iguais que estão em lados opostos(sublinhadas) para encontrar a equação global:
3 C + 4 H₂ ⇒ C₃H₈ ΔH = -282,15 + (-273,2 ) + 531,1 = -24,25 kcal/mol
Lembrando que como as semi-reações foram somadas os valores de ΔH também são somados.
A variação da entalpia da reação de síntese de a partir de grafite e de gás hidrogênio é -24,25 kcal/mol.
Como determinar a entalpia dessa reação de síntese?
Para determinar a entalpia da reação de síntese, devemos realizar alterações nas semirreações dadas no enunciado, com o intuito de gerar a equação global e sua entalpia. Importante ressaltar que essas modificações também devem ser aplicadas ao valor da entalpia. Sabendo isso, temos que:
I. C + O₂ ⇒ CO₂ ΔH = -94,05 kcal/mol
II. H₂ + 1/2 O₂ ⇒ H₂O ΔH = -68,3 kcal/mol
III. C₃H₈ + 5 O₂ ⇒ 3 CO₂ + 4 H₂O ΔH = -531,1 kcal/mol
- Multiplicar a reação I por 3
Devemos realizar essa multiplicação pois, na equação global final, temos 3 grafites reagindo para formar o . Então, temos:
C + O₂ ⇒ CO₂ ΔH = -94,05 kcal/mol
3 C + 3 O₂ ⇒ 3 CO₂ ΔH = -282,15 kcal/mol
- Multiplicar a reação II por 4
Devemos realizar essa multiplicação pois, na equação global final, temos 4 hidrogênios reagindo para formar o . Então, temos:
H₂ + 1/2 O₂ ⇒ H₂O ΔH = -68,3 kcal/mol
4 H₂ + 2 O₂ ⇒ H₂O ΔH = -273,2 kcal/mol
- Inverter a reação III
Devemos inverter essa reação para que o seja o produto da reação, como exposto na equação global final. Então, temos:
C₃H₈ + 5 O₂ ⇒ 3 CO₂ + 4 H₂O ΔH = -531,1 kcal/mol
3 CO₂ + 4 H₂O ⇒ C₃H₈ + 5 O₂ ΔH = +531,1 kcal/mol
- Realizar a soma das três semirreações
Agora, basta realizar a soma das três semirreações (basta cortar as moléculas que estão na mesma quantidade antes e depois da "seta") e encontrar a entalpia final, então temos:
3 C + 3 O₂ ⇒ 3 CO₂ ΔH = -282,15 kcal/mol
4 H₂ + 2 O₂ ⇒ H₂O ΔH = -273,2 kcal/mol
3 CO₂ + 4 H₂O ⇒ C₃H₈ + 5 O₂ ΔH = +531,1 kcal/mol
Equação global: 3 C + 4 H₂ ⇒ C₃H₈ ΔHr =-24,25 kcal/mol
Saiba mais sobre termoquímica em: brainly.com.br/tarefa/6930240
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