Răspuns:
Calcule:
a) Înmulțim cu 2 ecuația reacției termochimice 3:
2 H₂ (g) +2.1/2 O₂(g) = 2H₂O (l)
Rezultă:
2H₂ + O₂ = 2H₂O 2.ΔH3
b) Adunăm ecuațiile termochimice 2 și 3(produsul înmulțirii cu 2):
C(grafit) +O₂(gaz)+ 2H₂(g) +O₂(g)=CO₂(gaz)+2H₂O(l)
Rezultă:
C(grafit) +2O₂(gaz) +2H₂(gaz) = CO₂(gaz) + 2H₂O (l)
ΔH2+2.ΔH3= -94,05+2(-68,32)= -94,05-2.68,32= - 230,69 kcal/mol
c) Scădem din această suma ecuația 1, pentru a elimina O₂, CO₂ și H₂O:
C(grafit)+2O₂(gaz) +2H₂(gaz)-CH₄(gaz) -2O₂(gaz) = CO₂(g) +2H₂O (l) -CO₂(g)-2H₂O(l)
Se reduc termenii: O₂, CO₂, H₂O și rămâne:
C (grafit) +2H₂(g) -CH₄(g)=0
Trecem pe CH₄ dincolo, cu semn schimbat și rezultă:
C (grafit) +2H₂(g) = CH₄(g)
ΔH formare pentru CH₄= -230,69-(-212,8)=-230,69+212,8=-17,89 kcal/mol
R: -17,89 kcal/mol
Explicație:
Pentru a afla entalpia de formare a metanului din elementele componente:
C(grafit) +2 H₂(g) = CH₄ ΔHf =? (kcal/mol)
ne vom folosi de legea lui Hess (Termochimie). Aceasta precizează, că se poate afla entalpia unei reacții chimice, prin operații algebrice cu ecuațiile termochimice ale unor reacții *ajutătoare*, atunci când nu se poate măsura direct.
Observăm că dacă adunăm ecuația reacției termochimice 2 cu dublul reacției termochimice 3, obținem o ecuație termochimică ce conține reactanții C(grafit) și H₂(g). Scădem din acest rezultat ecuația termochimică 1 și ajungem la cerința problemei:
Δ H f = (ΔH2 + 2.ΔH3) -ΔH3
Se înmulțește cu 2 ecuația 3, fiindcă avem 1/2 O₂ și intră în reacția cu C(grafit) 2 moli de H₂, pentru a forma CH₄.
