Dos seguintes dados a
Calcule o calor padrão de formação do
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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:
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:
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:
Passo 8
Agora, adicionamos a terceira equação multiplicada por 6 para eliminar o CO(g):
Passo 9
E a quarta equação multiplicada por 6:
Passo 10
Agora, somamos todas as equações:
- Da Passo 6:
- Da Passo 7:
- Da Passo 8:
- Da Passo 9:
Total:
Resposta
O calor padrão de formação do Fe₂O₃(s) é
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