IME/ITA

kevin22 · Mensagem não lida por **kevin22** » 23 Ago 2014, 16:18

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, 283,12 kJ/mol e 726,97kJ/mol, calcule o calor de reação na formação de 2,0 g de metanol a 25°C, pela reação de hidrogenação direta do monóxido de carbono.
Dados: Massas atômicas: H = 1 u.m.a. C = 12 u.m.a. O = 16 u.m.a.
Calores de formação a 25°C: ([tex3]\Delta Hf^{\circ}[/tex3] )[tex3]CO_{2}[/tex3] = - 393,70 kJ/mol
([tex3]\Delta Hf^{\circ}[/tex3] )[tex3]H_{2}O[/tex3] = - 281,79 kJ/mol

Resposta

42,2 kJ

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:
$\Delta H_{reacao} = \sum \Delta H_{formacao\ dos \ produtos}-\sum \Delta H_{formacao\ dos \ reagentes}$
$\Delta H_{reacao}=\left(\Delta H_f_{CH_3OH}\right)-\left(\Delta H_f_{CO}+2\cdot \Delta H_f_{H_2}\right)$

Como $\Delta H_f_{H_2}=0$ , ficamos:
$\Delta H_{reacao}=\Delta H_f_{CH_3OH}-\Delta H_f_{CO}$ $(I)$

A combustão do metanol:
$CH_3OH+\frac{3}{2} O_2 \rightarrow CO_2 +2H_2O$
$\Delta H_{reacao}=\left(\Delta H_f_{CO_2}+2 \cdot \Delta H_f_{H_2O}\right)-\left(\Delta Hf_{CH_3OH}+\frac{3}{2}\cdot \Delta H_f_{O_2}\right)$

Como $\Delta H_f_{O_2}=0$ , ficamos:
$\Delta H_{reacao}=\left(\Delta H_f_{CO_2}+2 \cdot \Delta H_f_{H_2O}\right)-\left(\Delta Hf_{CH_3OH}\right)$
$-726,97=\left[-393,70+2 \cdot \left(-281,79\right)\right]-\Delta H_f_{CH_3OH}$
$\Delta H_f_{CH_3OH}=-230,31 \ kJ/mol$

A combustão do mónóxido de carbono:
$CO+\frac{1}{2}O_2 \rightarrow CO_2$
$\Delta H_{reacao}=\Delta H_f{CO_2}-\Delta H_f{CO}$
$-283,12=-393,70-\Delta H_f_{CO}$
$\Delta H_f_{CO}=-110,58 \ kJ/mol$

Voltando à equação $I$ :
$\Delta H_{reacao}=\Delta H_f_{CH_3OH}-\Delta H_f_{CO}$
$\Delta H_{reacao}=-230,31-(-110,58)$
$\Delta H_{reacao}=-119,93 \ kJ/mol$

2 gramas de metanol correspondem a 0,0625 mol. Por uma regra de três, obtemos que a enregia liberada na formação desa quantidade é $0,0625 \times 119,3=7,49 \ kJ$ .
Não cheguei ao seu gabarito, mas creio que ao menos posso ter dado uma luz na solução.

Espero ter ajudado!

IME/ITA ⇒ ( IME 1998) Termoquímica Tópico resolvido

( IME 1998) Termoquímica

Re: ( IME 1998) Termoquímica

IME/ITA ⇒ ( IME 1998) Termoquímica Tópico resolvido

( IME 1998) Termoquímica

Re: ( IME 1998) Termoquímica

Entrar | Registrar