Sob certas circunstâncias, como em locais sem acesso a outras técnicas de soldagem, pode-se utilizar a reação entre alumínio (Al) pulverizado e óxido de ferro (Fe2O3) para soldar trilhos de aço. A equação química para a reação entre alumínio pulverizado e óxido de ferro (III) é:
2 Al(s)+Fe2O3(s) --> Al2O3(s)+2Fe(s). O calor liberado nessa reação é tão intenso que o ferro produzido é fundido, podendo ser utilizado para soldar as peças desejadas. Conhecendo-se os valores de entalpia de formação para o Al2O3(s)= -1676kJ/mol e para o Fe2O3(s)= -824kJ/mol, nas condições padrão (25°C e 1atmosfera de pressão), calcule a entalpia dessa reação nessas condições.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre uma reação química usada para soldar trilhos de aço usando alumínio e óxido de ferro. A gente precisa calcular a entalpia dessa reação, ou seja, quanto de energia é liberada ou absorvida durante o processo. Para isso, vamos usar os valores das entalpias de formação dos compostos envolvidos na reação.

Passo 2

Primeiro, vamos entender a equação química que temos:
2 , Al(s) + Fe2O3(s) Al2O3(s) + 2 , Fe(s)
Aqui, o alumínio (Al) reage com o óxido de ferro (Fe₂O₃) para formar óxido de alumínio (Al₂O₃) e ferro (Fe). Nosso objetivo é encontrar a entalpia dessa reação, representada por ΔH.

Passo 3

A entalpia de uma reação ($ \Delta H_{reação} $) pode ser calculada usando a fórmula:
Deçã
Isso significa que a entalpia da reação é a soma das entalpias de formação dos produtos menos a soma das entalpias de formação dos reagentes.

Passo 4

Vamos identificar as entalpias de formação ($ \Delta H_f $) que temos:
  • $ \Delta H_f $ de Al₂O₃(s) = -1676 kJ/mol
  • $ \Delta H_f $ de Fe₂O₃(s) = -824 kJ/mol
Além disso, como o alumínio metálico (Al) e o ferro metálico (Fe) estão em seus estados padrão, suas entalpias de formação são zero:
  • $ \Delta H_f $ de Al(s) = 0 kJ/mol
  • $ \Delta H_f $ de Fe(s) = 0 kJ/mol

Passo 5

Agora, vamos aplicar esses valores na fórmula da entalpia da reação:
Deçã
Substituindo os valores:
Deçã

Passo 6

Simplificando os cálculos:
Deçã
Deçã
Deçã

Resposta

A entalpia da reação nessas condições é de -852 kJ.

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