Texto I O ácido nítrico é obtido através de um processo conhecido como Ostwald. Na primeira etapa desse processo, em um conversor catalítico, a amônia é oxidada a óxido nítrico (gás) pelo oxigênio. Posteriormente, o óxido nítrico reage com o oxigênio presente no ar, em uma segunda etapa, para formar o dióxido de nitrogênio de acordo com a equação: 2NO(g) + O2(g) → 2NO2(g). Disponível em: www.uff.br. Acesso em: 27 jul. 2014 (adaptado). Texto II Dados: N2(g) + O2(g) → 2NO(g) ΔH= + 180,5 kJ N2(g) + 2O2(g) → 2NO2(g) ΔH= + 66,4 kJ A energia envolvida na segunda etapa do processo Ostwald, em kJ, é de a) −246,9. b) −180,5. c) −114,1. d) +114,1. e) +180,5.
Passo 1
Beleza! Vamos lá: o exercício fala sobre o processo Ostwald, que é usado para produzir ácido nítrico. Especificamente, queremos descobrir a energia envolvida na segunda etapa desse processo, que é a reação de óxido nítrico (NO) com oxigênio (O₂) para formar dióxido de nitrogênio (NO₂). Para resolver isso, vamos usar o conceito de entalpia e a Lei de Hess, que nos ajuda a calcular a variação de energia em reações químicas.
Passo 2
Primeiro, vamos entender quais reações temos:
-
Reação 1:
-
Reação 2:
Queremos descobrir a entalpia da segunda etapa do processo Ostwald, que é:
Para isso, vamos aplicar a Lei de Hess, que diz que a variação total de entalpia de uma reação é a soma das variações das etapas que a compõem. Podemos rearranjar as reações dadas para chegar na reação que queremos.
Vamos subtrair a Reação 1 da Reação 2 para eliminar o
e
que não fazem parte da nossa etapa:
Subtraindo a Reação 1 da Reação 2:
Agora, aplicamos a variação de entalpia:
Resposta
A energia envolvida na segunda etapa do processo Ostwald é de −114,1 kJ. Portanto, a opção correta é a c) −114,1.