UNIC 2018/2
O etanol pode ser obtido pela hidratação de eteno na presença do ácido sulfúrico, que atua como um catalisador, de acordo com a reação química representada na equação. O valor previsto para a variação de entalpia dessa reação química pode ser determinado a partir dos valores de entalpia-padrão de formação das substâncias químicas envolvidas no processo e apresentadas na tabela.
Considerando-se as informações associadas aos conhecimentos sobre termoquímica, é correto afirmar:
A energia liberada na formação do produto é menor do que a energia necessária para a ruptura de ligações químicas nos reagentes.
O valor da variação de entalpia previsto para a reação de hidratação de eteno com formação de etanol é de − 44,2kJmol−1 .
A presença do ácido sulfúrico, H2SO4(aq), interfere no valor da variação de entalpia da reação química representada.
O processo de formação do etanol, representado pela equação química, é uma reação de adição endotérmica.
A formação de 46,0g de etanol, a partir de eteno e da água, libera 5110,0kJ para o ambiente.
Resolução
Para determinar a variação de entalpia-padrão (\(\Delta H^{\circ}\)) da reação de hidratação do eteno, utilizamos a lei de Hess:
\[\Delta H^{\circ}_\text{reac} = \sum \Delta H^{\circ}_\text{f(produtos)} - \sum \Delta H^{\circ}_\text{f(reagentes)}\]
Valores da tabela (kJ mol−1):
- Eteno, C2H4(g): +52,4
- Água, H2O(l): −285,8
- Etanol, C2H6O(l): −277,6
Reação: C2H4(g) + H2O(l) → C2H6O(l)
\[\Delta H^{\circ}=(-277,6) - \bigl[(+52,4)+(-285,8)\bigr]\]
\[(+52,4) + (-285,8) = -233,4\]
\[\Delta H^{\circ}= -277,6 - (-233,4)= -44,2\;\text{kJ mol}^{-1}\]
O sinal negativo indica que o processo é exotérmico. Logo, a alternativa correta é a B.
Dicas
Erros Comuns
- Entalpia de formação (\(\Delta H^{\circ}_f\)): variação de entalpia para formar 1 mol de substância a partir de elementos em estado padrão.
- Lei de Hess: a variação de entalpia global depende apenas dos estados inicial e final; pode-se somar entalpias de formação.
- Catalisador: acelera a reação diminuindo a energia de ativação, mas não altera \(\Delta H\).
- Sinal de \(\Delta H\): negativo (exotérmico – libera calor); positivo (endotérmico – absorve calor).
