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O metano é um composto constituído por átomos de hidrogénio e de carbono.
A combustão do metano pode ser traduzida por
$$\mathrm{CH}_{4}(\mathrm{g})+2 \mathrm{O}_{2}(\mathrm{g}) \rightarrow \mathrm{CO}_{2}(\mathrm{g})+2 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(\mathrm{g})$$
A energia libertada na combustão de $50,0 \mathrm{~g}$ de $\mathrm{CH}_{4}$ é $2500 \mathrm{~kJ}$.
Considere as energias de ligação médias apresentadas na tabela.
Determine, em kJ mol-1, a energia média de dissociação da molécula de $\mathrm{O}_{2}$.
Apresente todos os cálculos efetuados.
Fonte: IAVE
Fonte: IAVE
1) Cálculo da energia que se liberta na combustão de $1 \mathrm{~mol}$ de $\mathrm{CH}_{4}$
$M\left(\mathrm{CH}_{4}\right)=12,01+4 \times 1,01=16,05 \mathrm{~g} \mathrm{~mol}^{-1}$
$n=\frac{m}{M} \Rightarrow n=\frac{50,0}{16,05}=3,115 \mathrm{~mol}$
$\frac{3,115 \mathrm{~mol~} \mathrm{CH}_{4}}{2500 \mathrm{~kJ}}=\frac{1 \mathrm{~mol} \mathrm{CH}_{4}}{E} \Leftrightarrow E=802,6 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}$
2) Cálculo da energia envolvida na formação das ligações de 1 mol de $\mathrm{CO}_{2}$ e de 2 mol de $\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}$
$E_{\mathrm{CO}_{2}}=2 \times 799=1598 \mathrm{~kJ}$
$E_{\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}}=2 \times 2 \times 460=1840 \mathrm{~kJ}$
$E_{\mathrm{CO}_{2}}+E_{\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}}=1598+1840=3438 \mathrm{~kJ}$
3) Cálculo da energia necessária para dissociar $1 \mathrm{~mol}$ de $\mathrm{O}_{2}$
$\Delta H=E_{\mathrm{CH}_{4}}+2 E_{\mathrm{O}_{2}}-\left(E_{\mathrm{CO}_{2}}+E_{\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}}\right) \Rightarrow-802,6=4 \times 414+2 E_{\mathrm{O}_{2}}-3438 \Leftrightarrow E_{\mathrm{O}_{2}}=490 \mathrm{~kJ}$
Fonte: Lucas Campos
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