O benzeno (C6H6) reage com o oxigênio (O2) para produzir dióxido de carbono (CO2) como mostra a reação de combustão abaixo. C6H6 (?) 15/2 O2(g) ? 6 CO2 (g) 3 H2O(?) Determine a variação de entalpia dessa reação de combustão, considerando as equações a seguir: I – 6 C(grafite) 3 H2(g) ? C6H6 (?) ?H = 49 kJ III – C(grafite) O2(g) ? CO2(g) ?H = -393,5 kJ II – H2(g) ½ O2(g) ? H2O(?) ?H = -286 kJ
Boa noite, Bruno!
Problema clássico de termoquímica, envolvendo a Lei de Hess. Nesse caso, a entalpia da reação pode ser calculada através das entalpias de reações intermediárias (dadas no problema), a partir da equação:
delta H = delta H1 + delta H2 + delta H3 + ..., onde:
delta H --> variação de entalpia da reação;
delta H1 --> variação de entalpia da 1º etapa da reação;
delta H2 --> variação de entalpia da 2º etapa da reação;
delta H3 --> variação de entalpia da 3º etapa da reação.
No caso do problema, temos que encontrar o delta H da reação: C6h6 + 15/2 O2 (g) ----> 6 CO2 (g) + 3 H2O (aq), a partir das entalpias das reações intermediárias (dadas no problema).
1º passo: utilizar as 3 equações intermediárias dadas no problema para obter a equação acima, obedecendo os coeficientes estequiométricos, bem como os reagentes e produtos das reações intermediárias.
(I) C6h6 ---> 6 C(grafite) + 3 H2 (delta H1 = - 49 kJ); obs.: inverteu-se o sinal, pois a reação I foi invertida para que o C6H6 aparecesse como reagente
(III) 6 C(grafite) + 6 O2 (g) ---> 6 CO2 (g) (delta H3 = 6 x - 393,5 kJ); obs: multiplica-se a equação III por 6 para cancelar com os 6 moles de C(grafite) formados na reação I
(II) H2 (g) + 1/2 O2 (g) ---> H2O (l) (delta H3 = 3 x - 286 kJ); obs: multiplica-se a equação II por 3 para cancelar com os 3 moles de C(grafite) formados na reação I.
2º passo: Realizando as operações acima, temos:
(I) C6h6 ---> 6 C(grafite) + 3 H2 (g) (delta H1 = - 49 kJ);
(III) 6 C(grafite) + 6 O2 (g) ---> 6 CO2 (g) (delta H3 = 6 x - 393,5 kJ);
(II) 3 H2 (g) + 3/2 O2 (g) ---> 3 H2O (l) (delta H2 = 3 x - 286 kJ);
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C6h6 + (6 + 3/2) O2 (g) ----> 6 CO2 (g) + 3 H2O (aq)
C6h6 + 15/2 O2 (g) ----> 6 CO2 (g) + 3 H2O (aq)
delta H = delta H1 + delta H3 + delta H2
delta H = -49 + (-2.361) + (-858)
delta H = - 3.268 kJ
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