O óxido de magnésio é utilizado como matéria prima ou precursor na síntese de vários compostos de magnésio para aplicação química, industrial e farmacêutica. Quando se adiciona óxido de magnésio (MgO) à água, há uma liberação de calor devido à seguinte reação química: MgO + H2O → Mg(OH)2 + X kcal/mol. Sabendo-se que as entalpias de formação dos compostos envolvidos são a 1atm e 25 ºC (condições-padrão): H (MgO) = –152 kcal/mol; H (H2O) = –68 kcal/mol; H (Mg(OH)2) = –240 kcal/mol; Em relação à reação e o calor envolvido no processo, assinale a alternativa CORRETA.
a) A reação é exotérmica e libera 20 kcal/mol.
b) A reação é endotérmica e o valor de X é 40 kcal/mol.
c) A reação é exotérmica e o valor de X é –40 kcal/mol.
d) A reação é endotérmica e absorve 40 kcal/mol.
e) O magnésio se reduz e libera 20 kcal/mol.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de química juntos! O enunciado fala sobre a reação do óxido de magnésio (MgO) com água, liberando calor. A matéria que estamos lidando aqui é termodinâmica, especificamente entalpia de reação. Vamos precisar usar as entalpias de formação dos compostos para calcular o calor envolvido nessa reação.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é entalpia de formação. A entalpia de formação (ΔH°f) é a quantidade de calor liberada ou absorvida quando um mol de um composto é formado a partir de seus elementos em estado padrão. Nos dados fornecidos, temos:
  • ΔH°f (MgO) = –152 kcal/mol
  • ΔH°f (H₂O) = –68 kcal/mol
  • ΔH°f (Mg(OH)₂) = –240 kcal/mol

Passo 3

Agora, vamos usar a fórmula da variação de entalpia da reação (ΔH°rxn):
ΔH°rxn = [ΔH°f(produtos)] - [ΔH°f(reativos)]
No nosso caso, os produtos e reagentes são:
  • Reagentes: MgO e H₂O
  • Produto: Mg(OH)₂

Passo 4

Substituindo os valores na fórmula:
ΔH°rxn = ΔH°f(Mg(OH)₂) - [ΔH°f(MgO) + ΔH°f(H2O)]
ΔH°rxn = (-240) - [(-152) + (-68)]

Passo 5

Vamos simplificar a equação:
ΔH°rxn = -240 - (-220) = -240 + 220 = -20 kcal/mol

Passo 6

O valor negativo de ΔH°rxn indica que a reação é exotérmica, ou seja, libera calor.

Resposta

c) A reação é exotérmica e o valor de X é –40 kcal/mol.

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