Considere a seguinte equação química: 2C(graf) + 3 H2(g) + 1/2 O2(g) → C2H6O(l) Com base na Lei de Hess, e utilizando as equações a seguir, qual a quantidade de energia liberada/absorvida na produção de 10 Kg de etanol C(graf) + O2(g) → CO2(g) H= -394 kJ/mol H2(g) + 1/2 O2(g) → H2O(l) H= -286 kJ/mol C2H6O(l) + 3 O2(g) → 2CO2(g) + 3H2O(l) H= -1368kJ/mol A questão apenas com o resultado não será considerada

Respostas

respondido por: fr951922

Na produção de 10 Kg de etanol são liberados 6043 Kj de energia.

Como resolver este exercício?

Devemos calcular o valor de ΔH para o processo:

2 C(graf) + 3 H₂(g) + 1/2 O₂(g) → C₂H₆O(l) ΔH=?

E as reações intermediárias são:

I - C(graf) + O₂(g) → CO₂(g) ΔH= -394 kJ/mol

II - H2(g) + 1/2 O2(g) → H2O(l) ΔH= -286 kJ/mol

III - C₂H₂O(l) + 3 O₂(g) → 2 CO₂(g) + 3 H₂O(l) ΔH= -1368kJ/mol

Vamos observar do que precisamos na reação e "ajeitar" as reações intermediárias.

✦ Precisamos de 2 C(graf) nos reagentes, e na reação I ele aparece nos reagentes, porém precisamos multiplicar toda a reação por 2:

2 C(graf) + 2 O₂(g) → 2 CO₂(g) ΔH= -788 kJ/mol

✦ Precisamos também de 3 H₂ nos reagentes, a reação II tem ele, porém devemos multiplica-la por 3:

3 H₂(g) + 3/2 O₂(g) → 3 H₂O(l) ΔH= -858 kJ/mol

✦ Por fim, precisamos do C₂H₆O(l) do lado dos produtos. Na reação III ele está do lado dos reagentes, portanto vamos inverter a reação (inclusive, mudamos o sinal do ΔH):

2 CO₂(g) + 3 H₂O(l) → C₂H₂O(l) + 3 O₂(g) ΔH= +1368kJ/mol

Feitas todas as alterações, somamos as reações e anulamos tudo que repetir em lado contrário (observe a imagem):

2C(graf) + 2O₂(g) --> 2CO₂(g) ΔH=-788kJ/mol

3H₂(g) + 3/2O₂(g) --> 3H₂O(l) ΔH=-858kJ/mol

2CO₂(g) + 3H₂O(l) --> C₂H₆O(l) + 3O₂(g) ΔH=+1368kJ/mol

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2C(graf) + 3H₂(g) + 1/2O₂(g) ---> C₂H₆O(l) ΔH=-278 Kj/mol

Cálculo final:

O valor encontrado (-278 Kj) é a energia liberada na produção de 1 mol de etanol (1 mol = 46 g) e o exercício quer a quantidade de energia liberada/absorvida na produção de 10 Kg. Faremos uma regra de três:

1 mol = 46 g de etanol = 278 Kj

1000 g de etanol = x

$x=\frac{1000x278}{46}$