O valor experimental para o calor liberado na queima de benzeno líquido a , com formação de dióxido de carbono e água líquida, é . A combustão é feita em uma bomba calorimétrica a volume constante. Considerando comportamento ideal para os gases formados e , determine:
a) o calor padrão de combustão do benzeno a ;
b) se o calor calculado no item anterior é maior ou menor quando a água é formada no estado gasoso. Justifique sua resposta.
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Equação química:
$$C_{6}H_{6_{(l)}} + \dfrac{15}{2}O_{2_{(g)}} \rightarrow 6CO_{2_{(g)}} + 3H_{2}O_{(l)} \ Q = 780 \ kcal/mol$$
$a)$ Pelo enunciado, é dito que a combustão é feita em uma bomba calorimétrica a volume constante, então podemos dizer que $\Delta U_{R} = -Q_{calorímetro}.$ Com isso, podemos calcular o $\Delta H$ da reação de combustão.
$$\Delta U^{\circ}_{R} = \Delta H^{\circ}_{R} - \Delta n_{g}RT \\
-780000 = \Delta H^{\circ}_{R} - (6-7,5) \cdot 2 \cdot 298 \Rightarrow \Delta H^{\circ}_{R} = -781 \ kcal/mol.$$
$b)$ Devemos fazer uma lei de Hess para obter a água gasosa.
$$C_{6}H_{6_{(l)}} + \dfrac{15}{2}O_{2_{(g)}} \rightarrow 6CO_{2_{(g)}} + 3H_{2}O_{(l)} \ \ \Delta H^{\circ} = -781 \ kcal/mol$$
$$3H_{2}O_{(l)} \rightarrow 3H_{2}O_{(g)} \ \ 3 \cdot \Delta H^{\circ}_{vap} > 0$$
$$C_{6}H_{6_{(l)}} + \dfrac{15}{2}O_{2_{(g)}} \rightarrow 6CO_{2_{(g)}} + 3H_{2}O_{(g)} \ \ \Delta H^{\circ} > -781 \ kcal/mol$$
Portanto, o calor liberado é numericamente maior (menos negativo), significa que libera menos calor.
