Question

. A reação abaixo é altamente exotérmica. Em condições especiais esta reação pode gerar uma temperatura de 3.500
oC, podendo ser utilizada para soldar e fundir ferro.
8 Al + 3 Fe3O4 → 4 Al2O3 + 9 Fe ∆H= -3348 kJ.mol-1
Sabendo que 5,4 g de alumínio reagiu com óxido de ferro segundo a estequiometria da reação acima, considere que o
ferro tem ponto de fusão de 1810K e capacidade calorífica de 0,5 J g-1K
-1. Qual a massa de um bloco de ferro a 37 oC que
poderia ser aquecido até sua temperatura de fusão usando o calor gerado pela reação química?
A. 0,82 g.
B. 0,97 g.
C. 970,4 g.
D. 892,8 g.
E. 821,0 g.

Answer 1

Oi Winque!

Primeiro vamos achar a massa de Ferro segundo a estequiometria:

$8*27\quad g\quad Al\quad -\quad 9*56\quad g\quad Fe\\ 5,4\quad g\quad Al\quad \quad \quad -\quad \quad x\\ \\ x=12,6\quad g\quad Fe$


Vamos achar a quantidade de calor liberada em 1 mol de Ferro:
Lembrando que 1 kJ= 1000 J

$56\quad g\quad -\quad 3348000\quad J\\ 12,6\quad g\quad -\quad x\\ \\ x=753300\quad J$

Vamos achar a massa de Ferro usando a seguinte relação:

$Q=m*c*\Delta t\\ 753300=m*0,5*(1810-310)\\ m=1004,4\quad g$

Agora vamos repetir o processo para 9 mols de Ferro:

$9*56g\quad -\quad 3348000\quad kJ\\ 12,6\quad g\quad -\quad y\\ \\ y=83700 J$

Usando a seguinte relação acharemos a massa:

$Q=m*c*\Delta t\\ 83700=m*0,5*(1810-310)\\ m=111,6\quad g$

A massa de uma barra de Ferro é:

$m=1004,4\quad g-111,6\quad g\\ \boxed {m=892,8\quad g\quad Fe}$