b) Considere que a obtenção de ferro possa ser representada por:
Determine a variação de entalpia para esse processo. Indique se o processo é ou não espontâneo e justifique sua resposta.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse problema de termodinâmica sobre a obtenção de ferro. A gente precisa descobrir a variação de entalpia (
) dessa reação química:
Para isso, vamos precisar das entalpias de formação padrão de cada substância envolvida na reação.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar como calcular a variação de entalpia da reação. A fórmula geral é:
Isso significa que a variação de entalpia é a soma das entalpias de formação dos produtos menos a soma das entalpias de formação dos reagentes.
Passo 3
Agora, vamos anotar as entalpias de formação padrão (
) para cada substância envolvida. Essas informações geralmente estão disponíveis em tabelas de termodinâmica.
-
-
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(porque é o elemento na forma padrão) -
Passo 4
Vamos aplicar agora a fórmula para calcular
:
Substituindo os valores:
Passo 5
Agora que sabemos que
, podemos analisar a espontaneidade do processo. Como a variação de entalpia é negativa, isso indica que o processo é exotérmico, ou seja, libera calor. Geralmente, processos exotérmicos tendem a ser espontâneos porque liberam energia para o ambiente, favorecendo a espontaneidade.
Resposta
A variação de entalpia (
) para o processo é de -11 kJ/mol. Como
é negativo, o processo é espontâneo porque é exotérmico e libera energia.