Dois estágios sucessivos da preparação industrial do ácido sulfúrico são a combustão do enxofre e a oxidação do dióxido de enxofre a trióxido de enxofre.
A partir das entalpias padrão de reação mostradas acima, calcule a entalpia de reação:
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de termodinâmica química juntos! A questão fala sobre as etapas para produzir ácido sulfúrico industrialmente, envolvendo reações de combustão e oxidação. Precisamos calcular a entalpia da reação:
Para isso, vamos usar as entalpias padrão das reações fornecidas e aplicar a Lei de Hess, que nos permite somar várias reações para encontrar a entalpia total de uma reação desejada.
Passo 2
Primeiro, vamos entender as reações que nos foram dadas:
- Combustão do enxofre:
- Formação do trióxido de enxofre:
Nosso objetivo é encontrar a entalpia para a reação:
Passo 3
Vamos expressar essa reação desejada como uma combinação das reações fornecidas. Para isso, precisamos ajustar as equações para que, ao somarmos, as substâncias intermediárias se cancelem ou se combinem corretamente.
Primeiro, vamos escrever a reação inversa da combustão do enxofre, pois queremos passar de
para
:
Note que ao inverter a reação, o sinal de
também inverte.
Passo 4
Agora, multiplicamos essa reação inversa por 2 para que ela coincida com a quantidade de
na reação desejada:
Passo 5
Em seguida, consideramos a segunda reação fornecida, que é a formação de
:
Passo 6
Vamos somar as duas reações ajustadas:
Somando as duas, as espécies
se cancelam:
Resposta
A entalpia da reação é
.