Dadas as reações químicas e seus calores de reação:
& Cu2 S+O2 2 Cu+SO2: De
Calcular De para a reação
Cu2 S+2 Cu2 O 6 Cu+SO2(R : 28,65 kcal / mol)

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de termodinâmica química juntos! A pergunta quer a gente calcular a variação de entalpia padrão ( De) para a reação:
Cu2 S + 2 Cu2 O 6 Cu + SO2
Para isso, vamos usar o conceito de Lei de Hess, que nos permite calcular a variação de entalpia de uma reação combinando as variações de entalpia de reações conhecidas. Vamos precisar das três reações fornecidas e suas respectivas variações de entalpia.

Passo 2

Primeiro, vamos listar as reações fornecidas com suas variações de entalpia:
  1. Cu2S + O2 2 Cu + SO2 De
  2. S + O2 SO2 De
  3. 2 Cu + 12 O2 Cu2O De
Nosso objetivo é manipular essas reações para chegar na reação alvo.

Passo 3

Vamos identificar como combinar as reações para obter a reação desejada. Observando a reação alvo:
Cu2S + 2 Cu2O 6 Cu + SO2
Perceba que temos Cu2S e 2 Cu2O como reagentes, e 6 Cu e SO2 como produtos.
Vamos ver como cada reação fornecida contribui para isso:
  • A primeira reação já tem Cu2S e produz Cu e SO2.
  • A terceira reação envolve Cu e Cu2O, que também está presente na reação alvo.

Passo 4

Vamos ajustar as reações para que, ao combiná-las, obtenhamos a reação alvo.
Primeiro, vamos duplicar a terceira reação para termos 2 times 2 = 4 , Cu produzidos:
4 Cu + O2 2 Cu2O De
Agora, temos:
  1. Cu2S + O2 2 Cu + SO2 De
  2. 4 Cu + O2 2 Cu2O De

Passo 5

Agora, somamos as duas reações ajustadas:
&Cu2S + O2 2 Cu + SO2 De
Simplificando os termos que aparecem em ambos os lados:
  • Cancelamos 4 Cu de ambos os lados.
  • Ficamos com:
Cu2S + 2 Cu2O 6 Cu + SO2

Passo 6

Agora, somamos as variações de entalpia das duas reações:
De
No entanto, observamos que a reação alvo tem De, que é o oposto da nossa soma. Isso acontece porque a reação que obtivemos é a inversa da reação alvo.

Passo 7

Para encontrar a variação de entalpia da reação alvo, devemos inverter o sinal da soma anterior:
De
Contudo, há uma inconsistência com o valor esperado. Parece que houve um erro nos cálculos anteriores. Vamos reavaliar.

Passo 8

Vamos verificar novamente as reações:
  1. Cu2S + O2 2 Cu + SO2 De
  2. 2 Cu + 12 O2 Cu2O De
Queremos 2 Cu2O, então precisamos multiplicar a segunda reação por 2:
4 Cu + O2 2 Cu2O De
Agora, somamos as duas reações:
Cu2S + O2 + 4 Cu + O2 2 Cu + SO2 + 2 Cu2O
Simplificando:
Cu2S + 2 O2 + 4 Cu 2 Cu + SO2 + 2 Cu2O
Cancelando 4 Cu de ambos os lados:
Cu2S + 2 O2 SO2 + 2 Cu2O
A diferença agora está na quantidade de oxigênio. Para chegar à reação alvo, precisamos ajustar as quantidades de oxigênio.

Passo 9

Desculpe pela confusão anterior. Vamos tentar outra abordagem usando as três reações fornecidas.
A reação alvo é:
Cu2S + 2 Cu2O 6 Cu + SO2
Vamos reorganizar as três reações para chegar na reação alvo.
  1. Cu2S + O2 2 Cu + SO2 De (Reação A)
  2. S + O2 SO2 De (Reação B)
  3. 2 Cu + 12 O2 Cu2O De (Reação C)
Vamos manipular essas reações para combinar e obter a reação alvo.

Passo 10

Multiplique a Reação C por 2 para obter 4 Cu + O2 2 Cu2O:
4 Cu + O2 2 Cu2O De
Agora, vamos somar a Reação A e a Reação C multiplicada:
Cu2S + O2 + 4 Cu + O2 2 Cu + SO2 + 2 Cu2O
Simplificando:
Cu2S + 2 O2 + 4 Cu 2 Cu + SO2 + 2 Cu2O
Cancelando 2 Cu:
Cu2S + 2 O2 + 2 Cu SO2 + 2 Cu2O
Ainda não chegamos na reação alvo. Precisamos ajustar usando a Reação B.

Passo 11

Vamos reorganizar para chegar à reação alvo. Observamos que na reação alvo temos 2 Cu2O como reagente. Para isso, inverteremos a Reação A:
2 Cu + SO2 Cu2S + O2 De
Agora, somamos com a Reação C multiplicada:
4 Cu + O2 2 Cu2O De
Total:
2 Cu + SO2 + 4 Cu + O2 Cu2S + O2 + 2 Cu2O
Simplificando:
6 Cu + SO2 Cu2S + 2 Cu2O
Invertendo para ter a reação alvo:
Cu2S + 2 Cu2O 6 Cu + SO2 De

Resposta

De

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