A oxidação do carbono a dióxido de carbono pode ocorrer em dois passos: C (s) + ½ O2 (g) → CO (g) ΔH= – 110,5 kJ CO (g) + ½ O2 (g) → CO2 (g) ΔH= – 283,0 kJ A reação total e o valor da entalpia total da reação são, respectivamente:
a) C (s) + ½ O2 (g) → CO2 (g); ΔH= – 393,5 kJ.
b) C (s) + O2 (g) → 2 CO (g); ΔH= + 393,5 kJ.
c) C (s) + O2 (g) → CO2 (g); ΔH= + 393,5 kJ.
d) C (s) + O2 (g) → 2 CO (g); ΔH= – 393,5 kJ.
e) C (s) + O2 (g) → CO2 (g); ΔH= – 393,5 kJ.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício sobre entalpia das reações químicas. A gente precisa descobrir qual é a reação total e o valor total da entalpia quando o carbono © é oxidado até formar dióxido de carbono (CO₂). Para isso, vamos somar as duas etapas da reação que foram dadas e calcular a entalpia total.

Passo 2

Primeiro, vamos olhar as duas etapas da oxidação do carbono:
  1. Primeira Etapa:
    C (s) + 12 O2 (g) CO (g) De
    Aqui, o carbono sólido reage com meio mol de oxigênio para formar monóxido de carbono (CO).
  2. Segunda Etapa:
    CO (g) + 12 O2 (g) CO2 (g) De
    Nessa etapa, o monóxido de carbono reage com mais meio mol de oxigênio para formar dióxido de carbono (CO₂).

Passo 3

Agora, vamos somar as duas etapas para obter a reação total. Quando somamos, observamos que o CO (g) aparece nos dois lados, então ele se cancela. Vamos fazer isso:
C (s) + 12 O2 (g) & CO (g) De
Perceba que somamos os coeficientes de $ O_2 $ que são $ \frac{1}{2} + \frac{1}{2} = 1 $. A entalpia total $ \Delta H $ é a soma das entalpias das duas etapas: $ -110,5 kJ + (-283,0 kJ) = -393,5 kJ $.

Passo 4

Agora vamos comparar a reação total e o valor da entalpia com as opções fornecidas:
  • Opção a):
    C (s) + 12 O2 (g) CO2 (g); De
    Essa opção tem a entalpia correta, mas a reação usa meio mol de $ O_2 $ para formar CO₂, o que não corresponde à nossa soma.
  • Opção e):
    O2
    Essa opção mostra a reação total correta com a entalpia correta.

Resposta

e) $ C (s) + O_2 (g) \rightarrow CO_2 (g); \Delta H= -393,5 kJ $.

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