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.
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):
No nosso caso, os produtos e reagentes são:
- Reagentes: MgO e H₂O
- Produto: Mg(OH)₂
Passo 4
Substituindo os valores na fórmula:
Passo 5
Vamos simplificar a equação:
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.