Resolução de questões aleatórias #22 – Lei de Hess (termoquímica)

via istockphoto.com

Não poderia deixar de falar em termoquímica aqui no site. São reações onde existe liberação de calor (variação de entalpia negativa, reações exotérmicas) e/ou onde o calor é absorvido (variação de entalpia positiva, reações endotérmicas). Pelo menos em todas as provas de vestibular que fiz até hoje, uma questão desse tipo aparecia.

Questão #22

O metanol (CH₃OH) é uma substância muito tóxica, seu consumo pode causar cegueira e até morte. Ele é geralmente empregado como anticongelante, solvente e combustível.

A reação de síntese do metanol é CO(g) + 2 H₂(g) → CH3OH(ℓ). 

A partir das equações termoquímicas seguintes e de suas respectivas entalpias padrão de combustão, a 25 °C: 

CH₃OH(ℓ) + ³∕₂ O₂(g) → CO₂(g) + 2 H₂O(ℓ) ∆H = – 638 kJ/mol
H₂(g) + ½ O₂(g) → H₂O(ℓ) ∆H = – 286 kJ/mol
CO(g) + ½ O₂(g) → CO₂(ℓ) ∆H = – 283 kJ/mol

Assinale o valor da entalpia-padrão da reação de síntese do metanol a 25 °C, em kJ/mol.
a) + 217 b) – 217
c) – 927 d) + 927

Resolução

Aqui a Lei de Hess deve ser aplicada. Isto é, partindo de reações separadas, chegamos a que nos é de interesse.

Temos, por objetivo, obter a reação CO + 2 H₂ → CH₃OH. Isso será feito com o somatório das reações disponibilizadas, então é necessária certa engenhosidade. Lembre-se que compostos de lados opostos são anulados, e que a multiplicação de uma reação por um fator altera a variação de entalpia.

~~~

São essas as reações:

CH₃OH + ³∕₂ O₂ → CO₂ + 2 H₂O
H₂ + ½ O₂ → H₂O
CO + ½ O₂ → CO₂

Os compostos iguais devem ficar em lados opostos, sendo que o que queremos deve ser fixado no lado correto.

CH₃OH + ³∕₂ O₂ → CO₂ + 2 H₂O ∆H = – 638 kJ/mol × (-1)
H₂ + ½ O₂ → H₂O ∆H = – 286 kJ/mol
CO + ½ O₂ → CO₂ ∆H = – 283 kJ/mol

O que nos dá:

CO₂ + 2 H₂O → CH₃OH + ³∕₂ O₂ ∆H = 638 kJ/mol
H₂ + ½ O₂ → H₂O ∆H = – 286 kJ/mol
CO + ½ O₂ → CO₂ ∆H = – 283 kJ/mol

Antes de “cortá-los”, precisamos verificar se existe número idêntico de moléculas, e seus respectivos átomos. Se não, utilizamos de multiplicações para que isso ocorra.

CO₂ + 2 H₂O → CH₃OH + ³∕₂ O₂ ∆H = 638 kJ/mol
H₂ + ½ O₂ → H₂O ∆H = – 286 kJ/mol × (2)
CO + ½ O₂ → CO₂ ∆H = – 283 kJ/mol

Que gera:

CO₂ + 2 H₂O → CH₃OH + ³∕₂ O₂ ∆H = 638 kJ/mol
2 H₂ + O₂ → 2 H₂O ∆H = – 572 kJ/mol
CO + ½ O₂ → CO₂ ∆H = – 283 kJ/mol

Agora sim podemos somá-las e cortar os iguais de lados opostos. Além disso, as entalpias são somadas. Teremos como resultado:

CO + 2 H₂ → CH₃OH ∆H = – 217 kJ/mol

Alternativa b)

Fonte: http://br.answers.yahoo.com/question/index?qid=20120903152755AAABxHJ

Sobre Davidson Lima

Adorador de nuvens, músico, protótipo de humorista, fã do seriado The Big Bang Theory e montador de cubos mágicos, sou eu, um Técnico em Química e graduando em Engenharia Química pela Universidade do Estado do Rio de Janeiro (Uerj). Mas vou além. Não preciso de Red Bull para que meus sonhos criem asas. Só isso mesmo.
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2 respostas para Resolução de questões aleatórias #22 – Lei de Hess (termoquímica)

  1. Pedro disse:

    Foi a questão mais bem explicada que eu encontrei ! Parabéns !

  2. matheus disse:

    muito bem explicada, mas s possivel queria uma questão mais dificil tipo com mais mols nas equações termoquimicas e mais mol na entalpia padrão “me confundo nisso”

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