Físico-Química ⇒ (OBQ-2011 FASE VI) Termoquímica

[Ósmio]

Utilizando um calorímetro adiabático, uma amostra de 1,228g de antraceno (MM=178,23g/mol) foi queimada em um calorímetro com um banho de água de 2L. A pressão de O2 no início da reação marcava 20 atm. Um fio de ferro de 10,00 cm foi utilizado inicialmente na a ignição do sistema e, após o experimento, 0,65 cm intacto restante deste fio foi coletado. Neste experimento a temperatura medida no termômetro imerso no banho da água utilizada registrou uma variação do ser valor inicial de 23,74º C até o valor final constante de 30,28º C.

Considerando os valores aproximados para a capacidade térmica específica e densidade da água como c(H2O,l)=1,0 cal(g°C) e d(H2O,l)=1,0 g/ml. A capacidade térmica do calorímetro adiabático utilizado vale C=881 J/°C e o calor de combustão linear por comprimento de fio de ferro vale (Fe) 0,1 J/cm . Sabe-se também que 1 cal = 4,184 J e que a constante dos gases ideias tem o valor de R=8,314.

Utilizando os dados acima, determine a entalpia de combustão completa DHcomb do antraceno.

Resposta

---

Não tem gabarito
Estou encontrando -8864KJ/mol

[Tassandro]

Ósmio,
Achei por aí também.
[tex3]Q_{(ferro)}=9,35×0,1=,935\text{ J}[/tex3]

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[tex3]Q_{(ferro)}=9,35×0,1=,935\text{ J}[/tex3]

[tex3]Q_{água}+Q_{calorímetro}=Q_{reação}[/tex3]

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[tex3]Q_{água}+Q_{calorímetro}=Q_{reação}[/tex3]

[tex3]2000×4,184×65,4+881×6,54=60,488\text{ kJ}>>>>0,935\text{ J}[/tex3]

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[tex3]2000×4,184×65,4+881×6,54=60,488\text{ kJ}>>>>0,935\text{ J}[/tex3]

[tex3]60,48846\text{ kJ}\to1,228\text{ g}\\
x\to178,23\text{ g}\\
x=8779,20\text{ kJ}\toΔH=-8779,20\text{ kJ}[/tex3]

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[tex3]60,48846\text{ kJ}\to1,228\text{ g}\\
x\to178,23\text{ g}\\
x=8779,20\text{ kJ}\toΔH=-8779,20\text{ kJ}[/tex3]

Mas eu fiz tudo isso considerando [tex3]P_{cte}.[/tex3]

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[tex3]P_{cte}.[/tex3]

Agora vamos fazer para [tex3]V_{cte}[/tex3]

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[tex3]V_{cte}[/tex3]

Como o enunciado não diz a que temperatura se deu a reação, considerei dois casos...
Índice 1 para [tex3]T=303,43\text{ K}[/tex3]

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[tex3]T=303,43\text{ K}[/tex3]

Índice 2 para [tex3]T=298,15\text{ K}[/tex3]

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[tex3]T=298,15\text{ K}[/tex3]

[tex3]C_{14}H_{10}+\frac{43}2O_2\to14CO_2+5H_2O[/tex3]

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[tex3]C_{14}H_{10}+\frac{43}2O_2\to14CO_2+5H_2O[/tex3]

[tex3]W_1=ΔnRT_1=-6,3068\text{ kJ}\\
W_2=ΔnRT_2=-6,197\text{ kJ}[/tex3]

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[tex3]W_1=ΔnRT_1=-6,3068\text{ kJ}\\
W_2=ΔnRT_2=-6,197\text{ kJ}[/tex3]

Assim,
[tex3]ΔH=ΔU+W\to\begin{cases}ΔH_1=-8785,5\text{ kJ}\\ΔH_2=-8765,4\text{ kJ}\end{cases}[/tex3]

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[tex3]ΔH=ΔU+W\to\begin{cases}ΔH_1=-8785,5\text{ kJ}\\ΔH_2=-8765,4\text{ kJ}\end{cases}[/tex3]

[Ósmio]

Tassandro,

Porque você fez o trabalho no caso do processo ser a volume constante, se em um processo isocórico, o trabalho é nulo? E realmente, omiti parte do enunciado e ele fala que a o calorímetro possui paredes rígidas para realizar o processo a volume constante.

[Tassandro]

Ósmio,
Era justamente porque o enunciado que tu tinha colocado não especificava como era o processo. Aí eu tive que dividir nos casos.
E, pelo menos até onde sei, no caso de uma reação química, independentemente ou não da variação de volume, o trabalho da reação é [tex3]Δn_{g}RT.[/tex3]

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[tex3]Δn_{g}RT.[/tex3]

[Ósmio]

Tassandro,

Até onde eu sei, essa fórmula ela deriva dessa expressão:

[tex3]W=P×\Delta V\\W=P×\frac{\Delta n×R×T }{P}\\W=\Delta n×R×T[/tex3]

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[tex3]W=P×\Delta V\\W=P×\frac{\Delta n×R×T }{P}\\W=\Delta n×R×T[/tex3]

Perceba que o processo ocorre a pressão e temperatura constante e a variação ocorre no volume do sistema em função da variação do número de mol gasosos da reação. Se a pressão muda, mas o volume não, até onde sei, não ocorre trabalho.

Fui pesquisar depois e achei essa explicação: https://ch301.cm.utexas.edu/section2.ph ... %2C%20Ccal.

Acho que ela reforça o meu ponto

[Tassandro]

Ósmio,
É verdade, eu me confudi!