Question

(PUC-SP) São dadas as seguintes informações relativas a reações que ocorrem a 25 °C: I. 1 Fe 2 O (s) + 3 C(grafita) *( 2 Fe(s) + 3 CO(g) ∆H 3 0 = 492,6 kJ II. 1 FeO(s) + 1 C(grafita) *( 1 Fe(s) + 1 CO(g) ∆H 0 = 155,8 kJ III. 1 C(grafita) + 1 O 2 (g) *( 1 CO 2 (g) ∆H 0 = −393,5 kJ IV. 1 CO(g) + 1/2 O 2 (g) *( 1 CO 2 (g) ∆H 0 = −283,0 kJ Com a utilização desses dados, pede-se calcular: a) o valor do calor de formação, ∆H 0 f , a 25 °C, para o composto FeO(s); b) o valor de ∆H 0 f X , a 25 °C, para o composto

Answer 1

   Olá! A reação de formação para o composto FeO é descrita pela seguinte reação :

      Fe + 1/2O2 = FeO

   Para chegar a essa reação, devemos usar as reações 2,3 e 4. Porém, vamos usar a reação 3 no seu estado direto, conforme foi dado, e as reações 2 e 4 invertidas, o que inverte também o sinal de suas entalpias. Assim sendo, ficaria :

      Fe + 1CO              ->   FeO + 1C(grafita)            H = -155,8 KJ
      C (grafita) + 1O2  ->   CO2                                  H = - 393,5 KJ
      CO2                      ->   CO + 1/2 O2                     H = +283,0 KJ
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Equação global =  Fe + 1/2O2 = FeO                        Htotal = -266,3

   O que fizemos acima foi somar todas as equações, cancelando os compostos que aparecem nos produtos e reagentes das reações e deixando os compostos que não se cancelaram. Para calcular a entalpia de formação, foram somados as entalpias de cada reação.

   Dessa forma, temos que a entalpia de formação do FeO é de -266,3 kJ, uma vez que as entalpias de formação do Fe e do O2 em seus estados fundamentais são iguais a zero.

   Agora na letra B, o exercício quer saber a entalpia de formação do Fe2O3.

   A reação balanceada de formação do Fe2O3 é a seguinte :

       2Fe + 3/2O2 = Fe2O3

   Analisando essa equação, vemos que o Fe2O3 está nos produtos e o Fe e o O2 estão nos produtos. Para chegar a essa equação, devemos analisar as reações que foram dadas e escolher as que atendam à essa demanda. Realizando isso, podemos perceber que usaremos as reações 1,3 e 4. A reações 1 e 4 serão utilizadas em suas formas inversas, e a reação 3 na forma direta, realizando as alterações de entalpia e balanceando as equações para se cancelarem corretamente.

       2 Fe + 3 CO           ->  Fe2O3 + 3C (grafita)                    H = - 492,6 kJ
       3C (grafita) + 3O2  -> 3CO2                                             H = -1180,5 kJ
       3CO2                     ->  3CO + 3/2 O                                  H = + 849,0 kJ
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 Equação global : 2Fe + 3/2O2 = Fe2O3                           Htotal= - 824,1 kJ
      
   Dessa forma, foi feito o mesmo que na letra A.
  
   Assim sendo, temos que a entalpia de formação do Fe2O3 é de -824,1 kJ, uma vez que as entalpias de formação do Fe e do O2 em seus estados fundamentais são iguais a zero.

Answer 2

a) O valor do calor de formação: -266,3

b) O valor do ∆H:  - 824,1 kJ.

Cálculos do calor de formação da reação da reação química

• O ideal é iniciar verificando cada reação química separadamente da seguinte forma:

Reação química global =  Fe + 1/2O2 = FeO        

Fe + 1CO ->   FeO + 1C H = -155,8 KJ

C + 1O2  ->   CO2 H = - 393,5 KJ

CO2 ->   CO + 1/2 O2 H = +283,0 KJ

Assim, a Htotal = -266,3

Cálculo da entalpia de formação :

Reação química global : 2Fe + 3/2O2 = Fe2O3  

2 Fe + 3 CO           ->  Fe2O3 + 3C  H = - 492,6 kJ

3C (grafita) + 3O2  -> 3CO2   H = -1180,5 kJ

3CO2 ->  3CO + 3/2 O  H = + 849,0 kJ

Htotal= - 824,1 kJ

     

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