Um método sugerido para a remoção de dióxido de enxofre gasoso de chaminés de usinas de energia é o seguinte: reação entre o e sulfeto de hidrogênio gasoso, gerando enxofre (S) sólido e água no estado gasoso.
a) Escreva uma equação química balanceada que represente a reação descrita.
b) Com os dados apresentados no quadro abaixo, calcule a variação de entalpia para essa reação, considerando que ela aconteça a 298,15 K. Pode-se afirmar que essa reação é espontânea? Justifique sua resposta.
Composto
- 296,83
0

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão trata de uma reação química para remover dióxido de enxofre (SO₂) das chaminés de usinas de energia usando sulfeto de hidrogênio (H₂S). Além disso, precisamos calcular a variação de entalpia dessa reação e verificar se ela é espontânea. Para isso, vamos precisar saber como balancear equações químicas, entender o que é entalpia e como calcular a variação de entalpia usando as entalpias padrão de formação dos reagentes e produtos.

Passo 2

Primeiro, vamos escrever a equação química balanceada da reação entre SO₂ e H₂S que gera enxofre sólido (S) e água gasosa (H₂O).
Começamos escrevendo os reagentes e produtos:
SO₂(g) + H₂S(g) → S(s) + H₂O(g)
Agora, vamos balancear a equação:
  • Átomos de enxofre (S): temos 1 no SO₂ e 1 no H₂S, totalizando 2 átomos de S nos reagentes. Nos produtos, temos 1 átomo de S no enxofre sólido.
  • Para balancear o enxofre, ajustamos o coeficiente do enxofre no produto:
    SO₂(g) + 2 H₂S(g) → 2 S(s) + 2 H₂O(g)
Agora, a equação está balanceada com 2 átomos de enxofre em ambos os lados.

Passo 3

Agora, vamos calcular a variação de entalpia (ΔH) para essa reação usando as entalpias padrão de formação fornecidas. A variação de entalpia da reação pode ser calculada pela fórmula:
çã
Primeiro, listamos as entalpias de formação:
  • SO₂(g): -296,83 kJ/mol
  • H₂S(g): -20,630 kJ/mol
  • S(s): 0 kJ/mol (elemento na forma padrão)
  • H₂O(g): -241,82 kJ/mol
Agora, aplicamos a fórmula:
çã
Substituindo os valores:
çã
Calculando:
çã
çã
çã
çã
Como a variação de entalpia é negativa (-145,55 kJ/mol), a reação libera energia e é exotérmica.
Para determinar se a reação é espontânea, geralmente consideramos a variação da energia livre de Gibbs (ΔG). No entanto, com base apenas na entalpia:
  • Uma reação exotérmica (ΔH negativo) tende a ser espontânea, especialmente se não houver uma grande redução na entropia.
Portanto, podemos afirmar que essa reação é espontânea a 298,15 K.

Resposta

A variação de entalpia para a reação é de kJ/mol. Como ΔH é negativo, a reação é espontânea a 298,15 K.

Exercícios relacionados

a) Com os dados apresentados no quadro, calcule a entalpia de combustão do metanol, em que reagentes e produtos estão no estado gasoso.
b) Sob o ponto de vista do calor liberado por grama, qual combustível é mais eficiente, metanol ou hidrogênio gasosos?
Composto )
,
Óxido nítrico gasoso reage diretamente com formando , um gás marrom avermelhado:
Desprezando-se a reação de dimerização do , considere exclusivamente o equilíbrio em fase gasosa representado pela equação acima e a seguinte tabela de dados:
Gás
NO 86,57 90,25
51,30 33,18
b) Calcule a constante de equilíbrio a 25 e a , admitindo-se que e não dependam da temperatura neste intervalo. Faça uma comparação dos valores obtidos sob o ponto de vista do Princípio de Le Châtelier, incluindo na comparação a entalpia de reação.
Supondo que um trabalho de é realizado por um sistema na sua vizinhança enquanto são removidos 70,000 cal de calor do sistema. Calcule o trabalho, o calor e variação de energia interna no sistema.
Dados para o equilíbrio foram obtidos para a reação em um solvente orgânico a . As concentrações iniciais dos reagentes e a concentração de no equilíbrio foram as seguintes:



Calcule a constante de equilíbrio K e a energia de Gibbs padrão da reação na temperatura de .