b) Considere que a obtenção de ferro possa ser representada por:
FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)
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 ( De) dessa reação química:
FeO(s) + CO(g) Fe(s) + CO2(g)
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 ( De) para cada substância envolvida. Essas informações geralmente estão disponíveis em tabelas de termodinâmica.
  • De
  • De
  • De (porque é o elemento na forma padrão)
  • De

Passo 4

Vamos aplicar agora a fórmula para calcular De:
De
Substituindo os valores:
De
De
De

Passo 5

Agora que sabemos que De, 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 ( De) para o processo é de -11 kJ/mol. Como De é negativo, o processo é espontâneo porque é exotérmico e libera energia.

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