Dos seguintes dados a 25^circ C
ll Fe2 O3(s)+3 C( grafita ) 2 Fe(s)+3 CO(g) & De
Calcule o calor padrão de formação do Fe2 O3(s).

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício pede para calcular o calor padrão de formação do Fe₂O₃(s) usando algumas reações químicas dadas e seus respectivos ΔH°. A matéria envolvida aqui é Termodinâmica, especificamente entalpia de formação e a Lei de Hess. Para resolver isso, vamos precisar manipular as equações fornecidas para chegar à formação do Fe₂O₃(s).

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que é o calor padrão de formação (ΔH°f). É a variação de entalpia quando 1 mol de um composto é formado a partir de seus elementos nas condições padrão (25°C e 1 atm). No nosso caso, queremos saber quanto de calor é envolvido na formação de Fe₂O₃(s) a partir de Fe(s) e O₂(g).

Passo 3

A Lei de Hess nos ajuda aqui. Ela diz que se uma reação pode ser dividida em passos menores, a entalpia total da reação é a soma das entalpias desses passos. Ou seja, podemos combinar as equações fornecidas de forma a obter a equação de formação do Fe₂O₃(s).

Passo 4

Vamos começar identificando a equação de formação do Fe₂O₃(s). Ela é:
2 Fe(s) + 32 O2(g) Fe2O3(s)
Queremos encontrar o ΔH° dessa reação.

Passo 5

Agora, vamos ver as reações fornecidas e pensar em como combiná-las para chegar à nossa equação de formação. Precisamos eliminar os intermediários e ficar só com Fe(s), O₂(g) e Fe₂O₃(s).

Passo 6

Vamos reverter a primeira equação para que Fe₂O₃(s) esteja no lado dos reagentes:
2 Fe2O3(s) + 6 C(s) 4 Fe(s) + 6 CO(g) De
Lembre-se que inverter a equação muda o sinal do ΔH°.

Passo 7

Em seguida, vamos multiplicar a segunda equação por 2 para igualar a quantidade de Fe:
2 FeO(s) + 2 C(s) 2 Fe(s) + 2 CO(g) De

Passo 8

Agora, adicionamos a terceira equação multiplicada por 6 para eliminar o CO(g):
6 C(s) + 6 O2(g) 6 CO2(g) De

Passo 9

E a quarta equação multiplicada por 6:
6 CO(g) + 3 O2(g) 6 CO2(g) De

Passo 10

Agora, somamos todas as equações:
  • Da Passo 6: -492,6 , kJ
  • Da Passo 7: +311,6 , kJ
  • Da Passo 8: -2361,06 , kJ
  • Da Passo 9: -1697,88 , kJ
Total:
-492,6 + 311,6 - 2361,06 - 1697,88 = -4340,94 , kJ

Resposta

O calor padrão de formação do Fe₂O₃(s) é -4340,94 , kJ.

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