Poszukujemy entalpii reakcji tworzenia stałego kwasu benzoesowego:

$7\mathrm{C}{}_{\text{(s)}}+3\mathrm{H}{}_2{}_{\text{(g)}}+\mathrm{O}{}_2{}_{\text{(g)}}\to \mathrm{C}{}_6\mathrm{H}{}_5\mathrm{COOH}{}_{\text{(s)}}\Delta {\mathrm{H}}_{tw.\mathrm{C}{}_6\mathrm{H}{}_5\mathrm{COOH}}^{\circ }=?$  

Zapisujemy równanie reakcji spalania kwasu benzoesowego:

$\mathrm{C}{}_6\mathrm{H}{}_5\mathrm{COOH}{}_{\text{(s)}}+7\frac{1}{2}\mathrm{O}{}_2{}_{\text{(g)}}\to 7\mathrm{CO}{}_2{}_{\text{(g)}}+3\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}{}_{\text{(c)}}\Delta {\mathrm{H}}_{sp.\mathrm{C}{}_6\mathrm{H}{}_5\mathrm{COOH}}^{\circ }=-3227\mathrm{kJ}$

Tworzenia wody w ciekłym stanie:

$\mathrm{H}{}_2{}_{\text{(g)}}+\frac{1}{2}\mathrm{O}{}_2{}_{\text{(g)}}\to \mathrm{H}{}_2\mathrm{O}{}_{\text{(c)}}\Delta {\mathrm{H}}_{tw.\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}}^{\circ }=-286\mathrm{kJ}$

oraz tworzenia gazowego tlenku węgla(IV):

$\mathrm{C}{}_{\text{(s)}}+\mathrm{O}{}_2{}_{\text{(g)}}\to \mathrm{CO}{}_2{}_{\text{(g)}}\Delta {\mathrm{H}}_{tw.\mathrm{CO}{}_2}^{\circ }=-394\mathrm{kJ}$

Trzy powyższe reakcję modyfikujemy tak aby otrzymać równanie reakcji tworzenia stałego kwasu benzoesowego. W tym celu potrzebujemy:

• 7 mol stałego C po stronie substratów - w tym celu obustronnie mnożymy równanie reakcji tworzenia CO₂ przez 7:

$7\mathrm{C}{}_{\text{(s)}}+7\mathrm{O}{}_2{}_{\text{(g)}}\to 7\mathrm{CO}{}_2{}_{\text{(g)}}7\Delta {\mathrm{H}}_{tw.\mathrm{CO}{}_2}^{\circ }=-2758\mathrm{kJ}$

• 3 mol H₂ po stronie substratów - w tym celu obustronnie mnożymy równanie reakcji tworzenia wody przez 3:

$3\mathrm{H}{}_2{}_{\text{(g)}}+\frac{3}{2}\mathrm{O}{}_2{}_{\text{(g)}}\to 3\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}{}_{\text{(c)}}3\Delta {\mathrm{H}}_{tw.\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}}^{\circ }=-858\mathrm{kJ}$

• 1 mol stałego kwasu benzoesowego po stronie produktów - odwracamy równanie jego spalania:

$7\mathrm{CO}{}_2{}_{\text{(g)}}+3\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}{}_{\text{(c)}}\to \mathrm{C}{}_6\mathrm{H}{}_5\mathrm{COOH}{}_{\text{(s)}}+7\frac{1}{2}\mathrm{O}{}_2{}_{\text{(g)}}-\Delta {\mathrm{H}}_{sp.\mathrm{C}{}_6\mathrm{H}{}_5\mathrm{COOH}}^{\circ }=3227\mathrm{kJ}$

Po zsumowaniu powyższych równań otrzymamy równanie reakcji tworzenia stałego kwasu benzoesowego z pierwiastków - nieportrzebne reagenty się skrócą, a po stronie substratów zostanie 1 mol cząsteczek O₂. Obliczamy wartość entalpii tej reakcji:

$\Delta {\mathrm{H}}_{tw.\mathrm{C}{}_6\mathrm{H}{}_5\mathrm{COOH}}^{\circ }=7\Delta {\mathrm{H}}_{tw.\mathrm{CO}{}_2}^{\circ }+3\Delta {\mathrm{H}}_{tw.\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}}^{\circ }+\left(-\Delta {\mathrm{H}}_{sp.\mathrm{C}{}_6\mathrm{H}{}_5\mathrm{COOH}}^{\circ }\right)$

$\Delta {\mathrm{H}}_{tw.\mathrm{C}{}_6\mathrm{H}{}_5\mathrm{COOH}}^{\circ }=-2758\mathrm{kJ}-858\mathrm{kJ}+3227\mathrm{kJ}$

$\Delta {\mathrm{H}}_{tw.\mathrm{C}{}_6\mathrm{H}{}_5\mathrm{COOH}}^{\circ }=-389\mathrm{kJ}$

W reakcji otrzymujemy 1 mol stałego C₆H₅COOH zatem jej wartość powinniśmy wyrazić na 1 mol produktu:

$\Delta {\mathrm{H}}_{tw.\mathrm{C}{}_6\mathrm{H}{}_5\mathrm{COOH}}^{\circ }=-389\frac{\mathrm{kJ}}{\mathrm{mol}}$

 

Odpowiedź:  Standardowa entalpia tworzenia stałego kwasu benzoesowego z pierwiastków wynosi -389 kJ/mol.