Question

O metano (CH4) é um gás incolor e inodoro, pertencente à família dos alcanos. É também chamado de “gás dos pântanos”, visto que se forma a partir da fermentação anaeróbica (sem oxigênio). A síntese do metano pode ser representada a partir da reação entre o carbono na forma de grafite (C(graf)) e o gás hidrogênio (H2(g)), conforme a equação mostrada a seguir.

$C(graf) + 2H_2(g) \Rightarrow CH_4(g)$

As reações envolvidas neste processo encontram-se representadas da seguinte forma:

$CH_4(g) + 2O_2(g) \Rightarrow CO_2(g) + 2H_2O(l)\:\:\:\Delta{H}\º = - 890,4\:kJ/mol$

$C(graf) + O_2(g) \Rightarrow CO2(g)\:\:\:\Delta{H}\º = - 393,5\:kJ/mol$

$H_2(g) + \dfrac{1}{2} O_2(g) \Rightarrow H_2O(l)\:\:\:\Delta{H}\º= - 285,8\:kJ/mol$

Com base nessas reações, verifica-se que o valor da entalpia padrão de formação do CH4(g) é:

a) - 74,7 kJ/mol

b) - 712,3 kJ/mol

c) - 211,1 kJ/mol

d) + 211,1 kJ/mol

e) + 74,7 kJ/mol

Answer 1

CH₄+2O₂→CO₂+2H₂O ∆H=-890,4 KJ/mol

C(graf)+O₂→CO₂ ∆H=–393,5 KJ/mol

H₂+½O₂→H₂O ∆H=–285,8 KJ/mol

Vamos inverter a primeira equação :

CO₂+2H₂O→CH₄+2O₂ ∆H=+890,4 KJ/mol

Vamos dobrar a terceira equação :

2H₂+O₂→2H₂O ∆H=–571,6

Desta forma nós temos:

CO₂+2H₂O→CH₄+2O₂ ∆H=+890,4 KJ/mol

C(graf)+O₂→CO₂ ∆H=–393,5 KJ/mol

2H₂+O₂→2H₂O ∆H=–571,6KJ/mol

Após adicionar algebricamente as três equações e simplificar teremos

C(graf)+2H₂→CH₄

∆H=+890,4–393,5-571,6=–74,7 KJ/mol

Alternativa a.

Answer 2

Precisamos chegar a equação global

-->C(Graf)+ 2H2(g) ---> CH4(g)

Para isso devemos manipular as reações.

CH4(g)+2O2(g)---> CO2(g) +2H2O(l) ∆H=-890,4

precisamos colocar o metano para o produto da reação, ou seja, basta inverter a equação, e consequentemente o ∆H.

CO2(g) +2H2O(l) ----> CH4(g)+2O2(g)

∆H=+890,4

C(Graf)+O2(g) ----> CO2(g) ∆H=-393,5

na última reação precisamos multiplica-lá por 2 e, consequentemente o ∆H, para poder ter 2H2 no reagente.

2H2(g)+2.1/2O2(g) ----> 2H2O(l) ∆H=2.285,8

2H2(g)+O2(g) ----> 2H2O(l) ∆H=-571,6

Colocando as equações juntas e cortando os semelhantes(seguindo a Lei de Hess), fica:

CO2(g) +2H2O(l) ----> CH4(g)+2O2(g)

CO2(g) +2H2O(l) ----> CH4(g)+2O2(g) ∆H=+890,4

C(Graf)+O2(g) ----> CO2(g) ∆H=-393,5

2H2(g)+O2(g) ----> 2H2O(l) ∆H=-571,6

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C(Graf)+ 2H2(g) ---> CH4(g)

∆H=890,4-393,5-571,6=-74,7