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PUC Campinas 2016
A entalpia de combustão do carbono, a 25 °C, é de 393,5 kJ . mol⁻¹. Considerando 1,0 kg de turfa, um tipo de carvão mineral que contém somente 60% de carbono, em média, a energia liberada, em kJ, somente pela queima de carbono é de, aproximadamente,
Dado:
massa molar do C = 12 g . mol⁻¹
a
2 000.
b
5 000.
c
10 000.
d
15 000.
e
20 000.
Ver resposta
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Resposta
E
Resolução
1. Determinar a massa de carbono
Turfa = 1,0 kg = 1 000 g.
Percentual de C = 60 %.
Massa de C = 0,60 × 1 000 g = 600 g.
2. Calcular o número de mols de C
Massa molar do C = 12 g·mol−1.
\[ n = \frac{m}{M} = \frac{600\text{ g}}{12\text{ g·mol}^{-1}} = 50\;\text{mol} \]
3. Usar a entalpia de combustão
ΔHcomb(C) = 393,5 kJ·mol−1 (valor absoluto da energia liberada).
4. Energia total liberada
\[ E = n\,\Delta H = 50\;\text{mol} \times 393{,}5\;\text{kJ·mol}^{-1} \approx 19\,675\;\text{kJ} \]
Arredondando: \( \approx 2,0 \times 10^{4}\;\text{kJ} \) = 20 000 kJ.
Resposta: opção E.
Dicas
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Primeiro descubra quantos gramas de carbono existem na amostra.
Converta essa massa em quantidade de matéria.
Multiplique o número de mols pelo valor da entalpia de combustão fornecida.
Erros Comuns
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Não converter 1 kg para gramas antes de aplicar a porcentagem.
Dividir por 100 g·mol⁻¹ em vez de 12 g·mol⁻¹.
Esquecer de multiplicar pelo número de mols após encontrar ΔH.
Usar 393,5 J, e não kJ, gerando resultado mil vezes menor.
Revisão
- Entalpia de combustão (ΔHcomb): quantidade de energia liberada quando 1 mol de uma substância reage completamente com O2.
- Relação massa–mol: \( n = \frac{m}{M} \).
- Porcentagem em massa: usada para determinar quanto de um elemento há em uma amostra.
- Regra de três energética: após obter os mols, multiplica-se pela entalpia por mol para achar a energia total.
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