Question

Calcule a variação de entalpia e entropia da reação de redução de 1 mol de óxido de
ferro, quando a reação é realizada a 358 K. Considere os valores de calor específico,
entalpia padrão de formação e entropia padrão que são fornecidos na tabela abaixo:

Fe₂O₃(s) + 3 H₂(g) → 2Fe(s) + 3 H₂O(l)

Cp= capacidade calorífica à pressão constante
Hº = Entalpia
Sº = Entropia

Answer 1

Resposta:

ΔH⁰= -33,29 kL/mol

ΔS⁰ = -51,36 cal/K*mol

Explicação

K= 358  

T= 25 ºC= 298 K  

- cálculo do ΔH⁰ do Fe₂O₃ (298 K)  

ΔH⁰₂₉₈= Hp – Hr (Hess)  

ΔH⁰₂₉₈= 3 * (-285,83) + 0 – (-824,2) + 0

ΔH⁰₂₉₈= -857,49 + 824,2  

ΔH⁰₂₉₈= -33,29 kJ/mol  

- cálculo do ΔCp  

ΔC= ΔCp - ΔCr

ΔCp= 2C⁰p(Fe,s) + 3C⁰p(H₂O),ℓ) – [C⁰p(Fe₂O₃,s) + 3C⁰p(H₂),g)  

ΔCp= 2*25,1 + 3*75,3 – (103,8 + 3*28,8)  

ΔCp= 50,2 + 225,9 – 190,2

ΔCp= 85,9 J/K*mol

- para K= 358

Lembre que a 1ª integral fornece ΔH⁰

ΔH⁰₃₅₈= ΔH⁰298 + ∫₂₉₈³⁵⁸  85,9 dT  

ΔH⁰₃₅₈= -33,29 kJ/mol + 85,9(358 – 298) J/mol  

ΔH⁰₃₅₈= -33,29 kJ/mol + 85,9*60 J/mol  

ΔH⁰₃₅₈= -33,29 kJ/mol + 5154  J/mol  

ΔH⁰₃₅₈= -33,29 kJ/mol + 5,15 kJ/mol  

ΔH⁰₃₅₈8= -28,14 kJ/mol  

- cálculo da entalpia  

ΔH⁰= Hp – Hr onde ΔH⁰ = variação da entalpia, Hp= entalpia dos produtos, Hr= entalpia dos reagentes  

ΔH⁰= - 3*285,83 + 0 – (- 824,2 + 0)  

ΔH⁰= -33,29 kL/mol  

- cálculo da entropia  

ΔS⁰ = Sp –Sr onde ΔS = variação da entropia, Sp= entropia dos produtos, Sr= entropia dos reagentes  

ΔS⁰ = 2*27,26 + 3*69,95 –[87,38 + 3*130,56]  

ΔS⁰ = 264,37 – 479,06  

ΔS⁰ = -214,69 J/K*mol ou dividir por 4,18 (cal = 4,18 J);  

ΔS⁰ = -51,36 cal/K*mol