UEA SIS 2ª Etapa 2015

Octano, C₈H₁₈, um dos componentes da gasolina, pode ser obtido sinteticamente a partir dos gases butano, C₄H₁₀, e 1-buteno, C₄H₈, por meio de um processo catalítico conhecido como alquilação. Essa síntese pode ser representada pela equação:

C₄H₁₀ (g) + C₄H₈ (g) → C₈H₁₈ (l)

Sabendo que as entalpias-padrão de formação do butano, do 1-buteno e do octano são, respectiva e aproximadamente, em kJ/mol, iguais a –2880, zero e –5470, é correto afirmar que a síntese de 1 mol de octano por essa reação

absorve 2590 kJ.

absorve 5470 kJ.

libera 2590 kJ.

libera 5470 kJ.

libera 8350 kJ.

Ver resposta

Resposta

Resolução

Dados do enunciado

Reação: \(\text{C}_4\text{H}_{10}(g)+\text{C}_4\text{H}_8(g) \rightarrow \text{C}_8\text{H}_{18}(l)\)
\(\Delta H_f^\circ\) (butano, g): –2880 kJ mol^-1
\(\Delta H_f^\circ\) (1-buteno, g): 0 kJ mol^-1
\(\Delta H_f^\circ\) (octano, l): –5470 kJ mol^-1

Passo 1 – Recorde a expressão

A variação de entalpia de uma reação a 25 °C e 1 atm é dada por

\[\Delta H_{\text{rx}}=\sum\limits_{\text{produtos}}\!n\,\Delta H_f^\circ-\sum\limits_{\text{reagentes}}\!n\,\Delta H_f^\circ\]

onde n é o coeficiente estequiométrico.

Passo 2 – Substitua os valores

Para a reação, todos os coeficientes são 1:

\[\Delta H_{\text{rx}} = ( -5470 ) - \big[ ( -2880 ) + 0 \big]\]

\[\Delta H_{\text{rx}} = -5470 + 2880 = -2590\;\text{kJ}\]

Passo 3 – Interprete o sinal

\(\Delta H_{\text{rx}} < 0\) → reação exotérmica.
Módulo de \(\Delta H_{\text{rx}}\): 2590 kJ.
Portanto, a síntese de 1 mol de octano libera 2590 kJ.

Alternativa correta: C

Dicas

Lembre-se: \(\Delta H_{\text{rx}}\) = produtos − reagentes.

Anote o sinal de cada \(\Delta H_f^\circ\) antes de operar.

Sinal negativo em \(\Delta H_{\text{rx}}\) indica liberação de energia (reação exotérmica).

Erros Comuns

Somar as entalpias de formação em vez de realizar produtos − reagentes.

Esquecer de considerar o sinal negativo do butano (−2880 kJ) e subtrair valor absoluto.

Interpretar entalpia de formação de 1-buteno (0 kJ) como se não participasse do cálculo.

Confundir exotérmico (libera) com endotérmico (absorve).

Revisão

Entalpia de formação (\(\Delta H_f^\circ\))

É a variação de entalpia correspondente à formação de 1 mol de substância a partir de substâncias simples em seus estados padrão.

Entalpia de reação (\(\Delta H_{\text{rx}}\))

Calcula-se pela diferença entre a soma das entalpias de formação dos produtos e a dos reagentes, ponderadas pelos coeficientes estequiométricos.

Reações exotérmicas × endotérmicas

Exotérmica: \(\Delta H_{\text{rx}} < 0\) → libera calor.
Endotérmica: \(\Delta H_{\text{rx}} > 0\) → absorve calor.

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