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Mackenzie 2013/1
Observe o gráfico de entalpia abaixo, obtido por meio de experimentos realizados no estado padrão:
Com base em seus conhecimentos de termoquímica e nas informações do gráfico acima, a equação termoquímica INCORRETAMENTE representada é
a
b
c
d
e
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Resposta
C
Tempo médio
1 min
Resolução
Para identificar a equação termoquímica INCORRETA basta "ler" o diagrama de entalpia:
- Nível 0 kJ·mol-1 – espécies nos seus estados padrão: \(\text{C}_{(graf)}\) e \(\text{O}_{2(g)}\).
- Nível −110 kJ·mol-1 – entalpia de \(\text{CO}_{(g)}+\tfrac12\text{O}_{2(g)}\).
- Nível −394 kJ·mol-1 – entalpia de \(\text{CO}_{2(g)}\).
\[\Delta H_f^{\circ}(\text{CO}_{(g)})=-110\;\text{kJ·mol}^{-1}\]
\[\Delta H_f^{\circ}(\text{CO}_{2(g)})=-394\;\text{kJ·mol}^{-1}\]
Usando a relação \(\Delta H = H_{produtos}-H_{reagentes}\) para cada alternativa:
- A \(\text{CO}_{2(g)}\to\text{C}_{(graf)}+\text{O}_{2(g)}\)
É a decomposição da formação; logo \(\Delta H = -( -394)=+394\) kJ. CORRETA. - B \(\text{CO}_{(g)}+\tfrac12\text{O}_{2(g)}\to\text{CO}_{2(g)}\)
\(\Delta H = -394 - (-110) = -284\) kJ. CORRETA. - C \(\text{C}_{(graf)}+\tfrac12\text{O}_{2(g)}\to\text{CO}_{(g)}\)
\(\Delta H = -110 - 0 = -110\) kJ, mas a alternativa apresenta +110 kJ. INCORRETA. - D Inversa de B: \(\Delta H = +284\) kJ. CORRETA.
- E Formação de \(\text{CO}_{2(g)}\); \(\Delta H = -394\) kJ. CORRETA.
Dicas
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Identifique no gráfico a entalpia de cada espécie (valor da linha horizontal).
Para cada equação some as entalpias dos produtos e subtraia a soma das entalpias dos reagentes.
Compare o resultado com o valor de ΔH apresentado em cada alternativa.
Erros Comuns
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Confundir o sinal de ΔH para reações de formação e para as inversas.
Interpretar o nível de −110 kJ como ΔH e não como a entalpia absoluta do conjunto reagente.
Esquecer que os elementos nos estados padrão têm entalpia de formação igual a zero.
Revisão
Pontos-chave de termoquímica
• Entalpia de formação padrão (\(\Delta H_f^{\circ}\)) é a variação de entalpia na formação de 1 mol de substância, a 25 °C e 1 atm, a partir de elementos nos seus estados padrão. Para elementos na forma padrão (\(\text{C}_{(graf)}\), \(\text{O}_{2(g)}\) etc.) vale 0.
• Num diagrama de entalpia a diferença vertical entre dois níveis fornece \(\Delta H\) da transformação.
• Sinal de \(\Delta H\): negativo → exotérmico (libera calor); positivo → endotérmico (absorve calor).
• Para a reação inversa, muda-se apenas o sinal de \(\Delta H\).
• Entalpia de formação padrão (\(\Delta H_f^{\circ}\)) é a variação de entalpia na formação de 1 mol de substância, a 25 °C e 1 atm, a partir de elementos nos seus estados padrão. Para elementos na forma padrão (\(\text{C}_{(graf)}\), \(\text{O}_{2(g)}\) etc.) vale 0.
• Num diagrama de entalpia a diferença vertical entre dois níveis fornece \(\Delta H\) da transformação.
• Sinal de \(\Delta H\): negativo → exotérmico (libera calor); positivo → endotérmico (absorve calor).
• Para a reação inversa, muda-se apenas o sinal de \(\Delta H\).
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