Questão 9
ESPCEX 2017
(EsPCEx - 2017)
O trioxano, cuja fórmula estrutural plana simplificada encontra-se representada a seguir, é utilizado em alguns países como combustível sólido para o aquecimento de alimentos armazenados em embalagens especiais e que fazem parte das rações operacionais militares.
Considere a reação de combustão completa de um tablete de 90 g do trioxano com a formação de CO2 e H2O. Baseado nas energias de ligação fornecidas na tabela abaixo, o valor da entalpia de combustão estimada para esta reação é
Dados:
Massas Atômicas: O = 16u ; H = 1u ; C = 12u.
+168 kJ.
-262 kJ.
+369 kJ.
-1.461 kJ.
-564 kJ.
Gabarito:
-1.461 kJ.
Resolução:
Podemos ver a partir da estrutura do trioxano, que ele possui 3 oxigênios, 3 carbonos e 6 hidrogênios, tendo a fórmula molecular C3H6O3.
Sendo assim, a reação de combustão deve ser:
C3H6O3 + O2 -----> CO2 + H2O
Balanceando os carbonos e os hidrogênios, temos:
1 C3H6O3 + O2 -----> 3 CO2 + 3 H2O
Balanceando, por fim, os oxigênios, temos:
1 C3H6O3 + 3 O2 -----> 3 CO2 + 3 H2O
A entalpia da reação é a seguinte:
H = (H das ligações rompidas) - (H das ligações formadas)
H = (6*358 + 6*413 + 3*495) kJ/mol - (6*799 + 6*463) kJ/mol
Explicação: -> 6 ligações C-O e 6 ligações C-H do trioxano e 3 ligações O=O das três moléculas de O2 nos reagentes.
-> 6 ligações C=O das três moléculas de CO2 e 6 ligações H-O das três moléculas de H2O nos produtos.
Logo, H = -1461 kJ/mol (essa é a variação de entalpia da reação)
Então, quando 1 mol de C3H6O3 sofre combustão, são liberados 1461 kJ de calor.
Calculando o número de mol correspondente à 90 g de trioxano, temos:
n = 90 g/MM
A massa molar do trioxano é MM = (3*12 + 6*1 + 3*16) g/mol = 90 g/mol
Logo, temos que n = 90 g/90 g/mol = 1 mol.
Então, 1 mol de trioxano sofreu combustão liberando 1461 kJ de calor.