A energia liberada na combustão do etanol de cana de açúcar pode ser considerada advinda da energia solar, uma vez que a primeira etapa para a produção do etanol é a fotossíntese. As transformações envolvidas na produção e no uso do etanol combustível são representadas pelas seguintes equações químicas:
6 CO2 (g) + 6 H2O (g) → C6H12O6 (aq) + 6 O2 (g)
C6H12O6 (aq) → 2 C2H5OH (l) + 2 CO2 (g) ΔH =-70 kJ/mol
C2H5OH (l)+3 O2 (g) → 2 CO2 (g) + 3 H2O (g) ΔH=-1.235 kJ/mol
Com base nessas informações, podemos afirmar que o valor de ΔH para a reação de fotossíntese é
(A) -1.305 kJ/mol.
(B) +1.305 kJ/mol.
(C) +2.400 kJ/mol.
(D) -2.540 kJ/mol.
(E) +2.540 kJ/mol.
Tags – Química, Lei de Hess, Entalpia, Equações químicas.
Resolução
A Lei de Hess, lei experimental estabelecida por Germain Henry Hess, estabelece que a variação de entalpia de uma reação química depende apenas dos estados inicial e final da reação. Portanto, podemos dividir uma reação em reações intermediárias com entalpias conhecidas que somadas resultem na reação que desejamos para calcular o ΔH dessa.
Assim, podemos dividir a reação de fotossíntese em duas reações intermediárias, dadas pelo problema. Na equação em estudo, a glicose (C6H12O6) é um produto, portanto devemos inverter a primeira equação, ademais, como estamos trocando o sentido da reação, o sinal da variação de entalpia deve também ser invertido:
2 C2H5OH (l) + 2 CO2 (g) → C6H12O6 (aq) ΔH =+70 kJ/mol
Gás carbônico e água são reagentes da reação de fotossíntese, portanto, devemos inverter também a segunda reação, bem como o sinal da variação de entalpia:
2 CO2 (g) + 3 H2O (g) → C2H5OH (l)+3 O2 (g) ΔH=+1.235 kJ/mol
Na reação de fotossíntese dada temos a proporção da 6 moléculas de CO2, para 6 de H2O, gerando 1 de glicose, portanto, adequando os coeficientes, devemos multiplicar por 2 a segunda reação, bem como a variação de entalpia, já que com o dobro da quantidade de reagente, teremos o dobro da liberação de energia
4 CO2 (g) + 6 H2O (g) → 2 C2H5OH (l)+6 O2 (g) ΔH=+2.470 kJ/mol
Assim, somando as reações de interesse:
2 C2H5OH (l) + 2 CO2 (g) → C6H12O6 (aq) ΔH =+70 kJ/mol
+ 4 CO2 (g) + 6 H2O (g) → 2 C2H5OH (l)+6 O2 (g) ΔH=+2.470 kJ/mol
6 CO2 (g) + 6 H2O (g) → C6H12O6 (aq) + 6 O2 (g) ΔH=+2.540 kJ/mol
Portanto o valor de ΔH é +2.540 kJ/mol, alternativa E.
