Calcule o valor de De a 85^circ C para a reação:
Fe2 O3(s)+3 H2(g) 2 Fe(s)+3 H2 O(l)
Os dados a 25^circ C são:
De
C^circ p, m(Fe2 O3(s))=103,8 J K^-1 mol^-1
C^circ p, m(Fe(s))=25,1 J K^-1 mol^-1
C^circ p, m(H2 O(l))=75,3 J K^-1 mol^-1
C^circ p, m(H2(g))=28,8 J K^-1 mol^-1

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de termodinâmica química! A gente precisa calcular o valor de De para a reação fornecida a 85^circ C. Para isso, vamos usar conceitos de entalpia padrão e capacidade calorífica. Vamos precisar dos dados fornecidos a 25^circ C e das capacidades caloríficas dos reagentes e produtos.

Passo 2

Primeiro, vamos entender que De representa a variação de entalpia padrão da reação. A entalpia padrão a uma certa temperatura pode ser ajustada usando a equação:
De
Aqui, T^circ é a temperatura inicial (25°C) e T é a temperatura final (85°C). De é a diferença nas capacidades caloríficas dos produtos e reagentes.

Passo 3

Vamos calcular De para a reação. A equação balanceada é:
Fe2 O3(s) + 3 H2(g) 2 Fe(s) + 3 H2 O(l)
A De é dada por:
Vamos substituir os valores:
De

Passo 4

Calculando cada parte:
Para os produtos:
2 times 25,1 = 50,2 , J , K^-1 , mol^-1
3 times 75,3 = 225,9 , J , K^-1 , mol^-1
Total dos produtos:
50,2 + 225,9 = 276,1 , J , K^-1 , mol^-1
Para os reagentes:
1 times 103,8 = 103,8 , J , K^-1 , mol^-1
3 times 28,8 = 86,4 , J , K^-1 , mol^-1
Total dos reagentes:
103,8 + 86,4 = 190,2 , J , K^-1 , mol^-1

Passo 5

Agora, calculamos De:
De

Passo 6

A diferença de temperatura De é:
De
(Lembrando que a variação de temperatura em Kelvin é a mesma em Celsius.)

Passo 7

Agora, aplicamos a fórmula para ajustar De:
De
Substituindo os valores:
De

Passo 8

Antes de somar, precisamos converter as unidades para kJ:
85,9 , J , K^-1 , mol^-1 times 60,K = 5154,J , mol^-1 = 5,154,kJ , mol^-1

Passo 9

Agora, somamos os valores:
De

Resposta

O valor de De a 85^circ C para a reação é aproximadamente -28,14 , kJ , mol^-1.

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