Question

Sabendo-se que a energia das ligações:
C – H é 98,8 kcal/mol; C – Cl é 78,5 kcal/mol;
Cl – Cl é 58,0 kcal/mol; H – Cl é 103,2 kcal/mol.
a variação de entalpia do processo: CH4 (g) + Cl2 (g) →CH3Cl (g) + HCl (g) é:


a) – 20,3 kcal/mol
b) + 20,3 kcal/mol
c) – 24,9 kcal/mol
d) + 177,3 kcal/mol
e) + 338,5 kcal/mol

Answer 1

Variação de entalpia (ΔH) = Entalpia dos produtos (Hp) - Entalpia dos reagentes (Hr)

ΔH = Hp - Hr

Na reação balanceada CH4 (g) + Cl2 (g) → CH3Cl (g) + HCl (g), temos :

CH4 e Cl2 → Reagentes ;
CH3Cl e HCl → Produtos...

As entalpias têm valores negativos !
Calculando Hr :

H (CH4) :
No metano(CH4) temos o carbono ligado a quatro hidrogênios... ou seja, a entalpia do metano é a energia de 4 ligações C – H. Logo :
H (CH4) = 4 * 98,8 
H (CH4) = 395,2 Kcal/mol...

H (Cl2) :
No gás cloro (Cl2), temos um cloro ligado a outro... a energia aqui é a de uma ligação Cl -Cl :
H (Cl2) = 1 * 58
H (Cl2) = 58 Kcal/mol...

A entalpia dos reagentes (Hr) será então o oposto (sinal invertido) a soma dessas duas entalpias :
Hr = - (395,2  + 58) 
Hr = -453,2 Kcal/mol...

Calculando Hp :

H (CH3Cl) :
No clorometano (CH3Cl), temos o carbono ligado a três hidrogênios e a um cloro... Logo, a sua entalpia é a soma entre as energias de ligação de 3 C - H e 1 C - Cl :
H (CH3Cl) = (3 * 98,8) + (1 * 78,5) 
H (CH3Cl) = 296,4 + 78,5
H (CH3Cl) = 374,9 Kcal/mol...

H (HCl) :
No ácido clorídrico, temos 1 ligação H - Cl... logo :
H (HCl) = 1 *103,2
H (HCl) = 103,2 Kcal/mol...

A entalpia dos produtos (Hp) será então o oposto (sinal invertido) da soma dessas duas entalpias : 
Hp = - (374,9 + 103,2)
Hp = -478,1 Kcal/mol...

Por fim, ΔH = Hp - Hr
Sendo ⇒ Hp = -478,1 Kcal/mol e Hr = -453,2 Kcal/mol :

ΔH = -478,1 - (-453,2)
ΔH = -478,1 + 453,2 
ΔH = -24,9 Kcal/mol ⇒ Variação de entalpia da reação (alternativa c) ).