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Questão 14

ESPCEX 2009
Química

(EsPCEx - 2009)

São dadas as seguintes informações relativas às reações que ocorrem à temperatura de 25 °C e à pressão de 1 atm.

I) 4 Fe(s) + 12 H2O(l) → 4 Fe(OH)3(s) + 6 H2(g) ΔH = +643,96 kJ
II) 6 H2O(l) + 2 Fe2O3(s) → 4 Fe(OH)3(s) ΔH = +577,38 kJ
III) 6 H2(g) + 3 O2(g) → 6 H2O(l) ΔH = -1714,98 kJ

Com base nesses dados, é possível afirmar que, quando há produção de somente 1(um) mol de óxido de ferro III, a partir de substâncias simples, ocorre

A

absorção de 1012,6 kJ.

B

liberação de 1012,6 kJ.

C

absorção de 824,2 kJ.

D

liberação de 824,2 kJ.

E

liberação de 577,38 kJ.

Gabarito:

liberação de 824,2 kJ.



Resolução:

As reações são:

I) 4 Fe_{(s)} + 12 H_2O_{(l)} 
ightarrow 4 Fe(OH)_{3(s) }+ 6 H_{2(g)}    Delta H = +643,96 kJ
II) 6 H_2O_{(l)} + 2 Fe_2O_{3(s)} 
ightarrow 4 Fe(OH)_{3(s)}   Delta H = +577,38 kJ
III) 6 H_{2(g)} + 3 O_{2(g)} 
ightarrow 6 H_2O_{(l)}   Delta H = -1714,98 kJ

Para a produção do óxido de ferro (Fe2O3) precisamos aplicar a lei de Hess para encontrar a reação de formação desse óxido.

► I) Manter como está.

► II) Inverter a reação.

► III) Manter como está.

Teremos, então:

I) 4 Fe_{(s)} + {color{Red}12 H_2O_{(l)} } 
ightarrow {color{Red} 4 Fe(OH)_{3(s) }}+ {color{Red} 6 H_{2(g)}}    Delta H = +643,96 kJ
II) {color{Red}4 Fe(OH)_{3(s)} } 
ightarrow {color{Red} 6 H_2O_{(l)}} + 2 Fe_2O_{3(s)}    Delta H = -577,38 kJ
III) {color{Red} 6 H_{2(g)}} + {color{Red}3 O_{2(g)} } 
ightarrow {color{Red}6 H_2O_{(l)} }   Delta H = -1714,98 kJ

Somando as equações (o que está de vermelho foi cortado):

4 Fe_{(s)} + 3 O_{2(g)} 
ightarrow 2Fe_2O_{3(s)}

E a entalpia de formação desse composto será:

Delta H = Delta H_{1} + Delta H_{2} + Delta H_{3} = 643,96 kJ - 577,38 kJ - 1714,98 kJ 

Delta H = - 1648,4 kJ

Essa é o valor da entalpia de formação de 2 mols de óxido de ferro. Para 1 mol desse composto:

Delta H =frac{ - 1648,4 kJ}{2} = - 824,2 kJ

Como o valor é negativo, temos uma reação exotérmica, que vai liberar energia.

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