Exercícios sobre energia de ligação em equações químicas
Sabendo que:
HCℓ(g) → H(g) + Cℓ(g) ∆H = +431 kJ
Determine a energia de ligação entre o cloro e o hidrogênio.
A estrutura da substância HCℓ(g) é H ─ Cℓ. Para formar o hidrogênio e o cloro isolados, é necessário romper essa ligação. Como nenhuma ligação é formada na reação fornecida, a entalpia da reação é igual à energia absorvida no rompimento das ligações da molécula de HCℓ:
∆H = energia de ligação em HCℓ = +431 kJ
Assinale a alternativa em que é possível determinar a entalpia da reação por meio da energia de ligação, sabendo que todas as reações são realizadas a 25ºC e 1 atm:
-
H2(g) + ½ O2(g) → 2 H2O(g)
-
H2(g) + ½ O2(g) → 2 H2O(ℓ)
-
CH3OH(ℓ) + 3/2 O2(g) → CO2(g) + 2 H2O(g)
-
C2H5O(ℓ) → H2O(g) + C2H4(g)
Alternativa “a”. Esta é a única reação em que todas as substâncias estão no estado gasoso, porque assim toda a energia é usada para romper a ligação. Nos outros casos, parte da energia é usada na mudança de estado físico. Para elas não é possível determinar a entalpia da reação por meio da energia de ligação.
(MACK-SP)
C2H4(g) → 2 C(g) + 4 H(g) ∆H = 542 kcal/mol
Na reação representada pela equação anterior, sabe-se que a energia da ligação C ─ H é igual a 98,8 kcal/mol. O valor da energia de ligação C ═ C, em kcal/mol, é:
- 443,2.
- 146,8.
- 3444.4.
- 73,4.
- 293,6.
Alternativa “b”.
A estrutura da substância C2H4(g) é: H H
│ │
H ─ C ═ C ─ H
Para formar o carbono e o hidrogênio atômicos é necessário romper 4 ligações C ─ H e uma C ═ C.
Como nenhuma ligação é formada na reação fornecida, a entalpia da reação é igual à energia absorvida no rompimento das ligações da molécula de C2H4:
∆H = energia de ligação em C2H4 = 542 kcal/mol
4 mol de ligações H ─ C = 4 . 98,8 kcal/mol
1 mol de ligações C ═ C: x
∆H = 4 . 98,8 + x
542 = 395,2 + x
x = 542 – 395,2
x = 146,8 kcal/mol
São dadas as seguintes energias de ligação em kJ/mol de ligação formada:
H ─ Cℓ = - 431,8; H ─ F = - 563,2;
Cℓ ─ Cℓ = - 242,6; F ─ F = - 153,1.
Com os dados acima é possível prever que a reação a seguir:
2 HCℓ(g) + 1 F2(g) → 2 HF(g) + 1 Cℓ(g)
teria ∆H, em kJ, da ordem de:
a) - 585,9;
b) - 352,3;
c) - 220,9;
d) + 220,9;
e) + 352,3.
Alternativa “b”.
Vamos por etapas:
Primeiro vamos determinar o ∆H que foi absorvido no rompimento das ligações dos reagentes:
2 mol de ligações H ─ Cℓ: 2 . (+ 431,8) kJ
1 mol de ligações F ─ F: 1 . (+153,1) kJ
∆Henergia total absorvida = 1016,7 kJ (o sinal positivo indica que a reação é endotérmica, está havendo absorção de energia porque as ligações estão sendo rompidas).
Agora vamos determinar o ∆H que foi liberado na formação das ligações do produto:
2 mol de ligações H ─ F: 2 . (-563,2) kJ
1 mol de ligações Cℓ ─ Cℓ: 1 . (- 242,6) kJ
∆Henergia total liberada = - 1369 kJ (o sinal negativo indica que a reação é exotérmica, está havendo liberação de energia porque as ligações estão sendo formadas).
Agora basta somar esses valores para descobrir o ∆H da reação:
∆H =∆Henergia total absorvida + ∆Henergia total liberada
∆H = (1016,7 + (- 1369) kJ)
∆H = - 352,3 kJ
