25.A entalpia padrão de formação da água gasosa, a 25º C, é – 241,82 kJ mol–1. Estime o seu valor a 100 °C, sendo dadas as seguintes capacidades caloríficas molares, a pressão constante: H2O(g) = 33,58 J K–1 mol–1; H2(g) = 28,84 J K–1 mol–1; O2(g) = 29,37 J K–1 mol-1.

Question

Accepted Answer

Para estimar a entalpia padrão de formação da água gasosa a 100 °C, podemos usar a relação entre a variação da entalpia e a capacidade calorífica:

$$
\Delta H(T_2) = \Delta H(T_1) + \int_{T_1}^{T_2} \Delta C_p \, dT
$$

onde:
- $\Delta H(T_1)$ é a entalpia de formação a 25 °C (298 K), que é -241,82 kJ/mol.
- $T_1 = 298 \, \text{K}$
- $T_2 = 373 \, \text{K}$ (100 °C)
- $\Delta C_p = C_p(\text{H}_2\text{O}(g)) - \left[C_p(\text{H}_2(g)) + \frac{1}{2} C_p(\text{O}_2(g))\right]$

Calculando $\Delta C_p$:

$$
\Delta C_p = 33,58 \, \text{J K}^{-1} \text{mol}^{-1} - \left[28,84 \, \text{J K}^{-1} \text{mol}^{-1} + \frac{1}{2} \times 29,37 \, \text{J K}^{-1} \text{mol}^{-1}\right]
$$

$$
\Delta C_p = 33,58 - (28,84 + 14,685) = 33,58 - 43,525 = -9,945 \, \text{J K}^{-1} \text{mol}^{-1}
$$

Agora substituímos na integral:

$$
\Delta H(373 \, \text{K}) = \Delta H(298 \, \text{K}) + \int_{298}^{373} (-9,945) \, dT
$$

$$
\Delta H(373 \, \text{K}) = -241,82 \, \text{kJ mol}^{-1} + (-9,945 \times (373 - 298) \times 10^{-3} \, \text{kJ})
$$

$$
\Delta H(373 \, \text{K}) = -241,82 \, \text{kJ mol}^{-1} + (-9,945 \times 75 \times 10^{-3} \, \text{kJ})
$$

$$
\Delta H(373 \, \text{K}) = -241,82 \, \text{kJ mol}^{-1} - 0,746 \, \text{kJ mol}^{-1}
$$

$$
\Delta H(373 \, \text{K}) = -242,566 \, \text{kJ mol}^{-1}
$$

Portanto, a entalpia padrão de formação da água gasosa a 100 °C é aproximadamente $-242,57 \, \text{kJ mol}^{-1}$.

25.A entalpia padrão de formação da água gasosa, a 25º C, é ...

25.A entalpia padrão de formação da água gasosa, a 25º C, é – 241,82 kJ mol–1. Estime o seu valor a 100 °C, sendo dadas as seguintes capacidades caloríficas molares, a pressão constante: H2O(g) = 33,58 J K–1 mol–1; H2(g) = 28,84 J K–1 mol–1; O2(g) = 29,37 J K–1 mol-1.

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