Ciências da NaturezaFísico-Química (Estequiometria, Soluções, Termoquímica e Cinética)Difícil

Questão de Físico-Química (Estequiometria, Soluções, Termoquímica e Cinética) — ENEM

Em uma pesquisa sobre metabolismo e saúde, cientistas estudam a combustão completa da glicose (C₆H₁₂O₆), processo que fornece energia ao organismo e cuja versão simplificada em laboratório libera calor para o ambiente. A equação termoquímica considerada é C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O, com variação de entalpia ΔH igual a −2800 kJ por mol de glicose queimado, valor negativo que indica reação exotérmica. Os pesquisadores desejam estimar a energia liberada quando uma quantidade conhecida de glicose é completamente oxidada nessas condições. Em um ensaio controlado, são queimados 0,5 mol de glicose, mantendo-se a proporção da equação. Considerando que cada mol de glicose libera 2800 kJ e que a energia liberada é proporcional à quantidade de matéria consumida, qual é a energia liberada na queima desse 0,5 mol de glicose?
A700 kJ
B1400 kJ
C2800 kJ
D5600 kJ
E1400 kJ negativos por litro

Gabarito comentado

A entalpia de reação é uma grandeza extensiva: a energia trocada cresce em proporção direta com a quantidade de matéria que reage. Por isso, conhecendo o ΔH por mol, multiplica-se pelo número de mols envolvidos para obter o calor total liberado ou absorvido no processo.

Resolução passo a passo

A energia liberada em uma reação exotérmica é proporcional à quantidade de matéria que reage. O ΔH informado é −2800 kJ por mol de glicose, ou seja, cada mol queimado libera 2800 kJ de calor para o ambiente. No ensaio são queimados 0,5 mol, portanto a energia liberada é 0,5 × 2800 = 1400 kJ. O sinal negativo do ΔH apenas indica que o calor sai do sistema; o módulo da energia liberada é 1400 kJ. O valor 700 kJ corresponde a 0,25 mol, metade do que foi usado; 2800 kJ ignora que apenas meio mol reagiu; 5600 kJ dobra indevidamente em vez de tomar a metade; e a opção com unidade por litro mistura conceitos, já que entalpia se relaciona à quantidade de matéria, não a volume. Apenas 1400 kJ aplica corretamente a proporção entre quantidade de glicose e energia.

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