O calor de formação do metano a 298 K, mantendo a pressão constante, é -17,9 kcal mol-1. Diante destas informações, calcule o calor de formação do metano a volume constante na temperatura de 298 K.
Vamos iniciar tomando por base a definição de Entalpia: "É a energia global de um sistema, mantido a pressão constante"!!!!!!!!!!
Seguindo esta definição à risca, caso tenhamos a reação de carbono com hidrogênio para formar o metano, a uma temperatura de 298 K, a mesma se dará conforme a equação:
[tex3]C_{(s)} + 2H_{2(g)} --> CH_{4(g)}[/tex3]
Note que a reação ocorrerá com o consumo de 2 mol de gás hidrogênio para formar 1 mol de metano, ou seja, temos a redução de 1 mol de gás dentro do recipiente onde ocorre a reação. Em se tratando de recipiente fechado, uma redução de quantidade de matéria no espaço reacional onde o metano se formou!!!!!!!!!!
Se a reação de fato aconteceu em ambiente de pressão constante, um êmbolo móvel deve estar presente e, à medida que a reação acontece, o êmbolo automaticamente vai sendo empurrado para baixo (para dentro do recipiente), até que a reação termine!!!!!!!!!!
Isto porque, se com 2 mol de hidrogênio pressionando por dentro do recipiente reacional havia um equilíbrio com a pressão externa do ar, sendo esta pressão "p", ao consumirem-se estes 2 mol para formar e liberar 1 mol de metano, naturalmente este mol de metano exerce uma pressão menor contra as paredes do que 2 mol de hidrogênio!!!!!!!!!!
Sendo a pressão externa agora maior, o peso do ar empurra o êmbolo para baixo e para dentro do recipiente até que as pressões novamente se igualem. Afinal, 1 mol de gás pode gerar a mesma pressão de antes se o volume ocupado pelo mesmo for reduzido!!!!!!!!!!!
Assim, uma vez que o êmbolo foi se deslocando ao longo da reação, para dentro do recipiente, até que a reação acabasse e o êmbolo parasse, pode-se dizer que o processo se deu à pressão constante!!!!!!!!!!
Vamos pensar no metano formado!!!!!!!!!
Podemos afirmar que temos incontáveis arranjos moleculares da substância que apresentam entre si energias potencial e cinética entre todas as moléculas presentes. A este total energético dá-se o nome de energia interna, U!!!!!!!!!
Adicionalmente a esta energia interna, temos uma energia adicional ao sistema capaz de mantê-lo coeso gravitacionalmente e dentro do recipiente, fazendo uma pressão "p" (a mesma do êmbolo) sobre um volume de gás "V" do material, impedido de se misturar ao ar atmosférico devido à parede do êmbolo e do recipiente, mas mantido coeso dentro deste volume "V"!!!!!!!!!!!
É justamente isto que perfaz o conceito de entalpia (H), sendo dada por:
[tex3]H = U+pV[/tex3]
O exercício quer agora o calor de formação a volume constante, ou seja, o "qV"!!!!!!!!!!
Um típico experimento executado a volume constante pode ser este que estamos abordando, mas sem um êmbolo móvel, e sim dentro de um calorímetro!!!!!!!!!
A reação de formação do metano a partir de seus principais constituintes, dentro de um calorímetro, mantém o volume total final constante, apesar das variações significativas de pressão, com redução desta até metade de seu valor inicial!!!!!!!!!
A pressão pode variar substancialmente num calorímetro, mas não seu volume, que coincide com o volume do calorímetro e se mantém constante!!!!!!!!
Portanto, temos uma situação em que:
[tex3]V = constante[/tex3]
Assim, para o caso de volume constante, variação de volume igual a zero, como acima!!!!!!!!!
Note que o calor de formação a volume constante pode ser tratado como um caso particular de entalpia, ambos, a pressão e volume constantes:
Para [tex3]\Delta V = 0[/tex3]
Embora a pressão no meio reacional reduza até a metade do valor inicial considerado para as paredes internas do calorímetro, o mesmo continua situado em uma condição em que as vizinhanças exercem uma pressão "p" constante sobre o aparato, proporcionando algum grau de interação com o meio interno do aparelho, exceto pelo calor, fazendo com que o calorímetro seja considerado um sistema quase isolado, mas não de todo isolado!!!!!!!!!
Vimos, pela última equação, que o calor de formação a volume constante nada mais é do que a variação de energia interna do sistema!!!!!!!!!
Como o calor de formação a pressão constante, tabelado, dado no exercício como -17,9 Kcal/mol, apresenta um adicional de energia dado por [tex3]p*\Delta V[/tex3]
Dadas as reações abaixo, assinale o que for correto.
NO+ 1/2 O2 ------> NO Delta H : -14 Kcal reação 1
1/2 N2 + O2----> NO2 Delta H : +7,9 Kcal reação 2
Metanol pode ser sintetizado diretamente a partir do monóxido de carbono e do hidrogênio. Sabendo-se que os calores de combustão do monóxido de carbono e do metanol a 25°C, são respectivamente,...
Última mensagem
A equação química do processo proposto é:
CO_{(g)}+2H_2_{(g)} \rightarrow CH_3OH_{(\ell)}
A variação da entalpia (\Delta H) dessa reação é:
\Delta H_{reacao} = \sum \Delta H_{formacao\ dos \...
Em um calorímetro adiabático, com capacidade térmica desprezível, são introduzidos, sob pressão constante de 1 atm, um volume V1 de solução aquosa 1,0 molar de ácido clorídrico e um volume V2 de...
Última mensagem
Creio que a solução seja a seguinte:
A reação de neutralização entre um ácido e uma base forte exotérmica e assumamos a reação de neutralização entre 1 mol acido forte e 1 mol de base forte, formando...
O HCl(aq),ácido clorídrico, quando impuro, é vendido no comércio com o nome de ácido muriático. É encontrado no suco gástrico, produzido pelas células parietais, responsável pela acidez estomacal;...