Termoquímica - UFPA 2011

O alumínio é obtido por meio da eletrólise ígnea do óxido de alumínio hidratado (Al2O3.nH2O), também
denominado de alumina. Esse processo consome muita energia, pois além da energia para a eletrólise é também
necessário manter a alumina a cerca de 1000 °C. Entretanto, para reciclar o alumínio é necessário fundir o metal a uma temperatura bem menor. Tendo como referência os dados sobre o alumínio, abaixo, e considerando a temperatura ambiente de 25 °C, é correto afirmar que a energia mínima necessária, em kJ, para reciclar um mol desse metal é aproximadamente igual a

Dados sobre o alumínio:
Massa molar = 27,0 g mol-1
Ponto de fusão = 660 °C
Calor específico = 0,900 J g-1 °C^-1
Entalpia de fusão = 10,7 kJ mol^-1

(A) 11,3
(B) 26,1
(C) 26,7
(D) 289
(E) 306

O problema diz que para fundir o alumínio é necessário elevar a temperatura de 25°C a 660 °C (ponto de fusão). Isso corresponderá a energia que levará a alumina ao processo de mudança de estado (Energia Qf), sendo que haverá a necessidade de mais energia para completar o processo, o qual será denominado entalpia de fusão (energia absorvida para ocasionar a mudança de estado, vamos chamar de QE [calor de entalpia].

Então basta calcularmos a quantidade de calor correspondente a mudança de temperatura:

Qf = mcDt
Qf = 27. 0,900 . (660 - 25)
Qf = 27 . 0,900 . (635)
Qf = 15430,5 J

Note que usei a massa 27 por o problema pedir a energia para reciclar 1 mol de Alumínio. (1 mol de Al = 27g)

Qf = 15,4305 KJ (dividi por 1000 para obter em KJ)

A energia total será
QF + QE = QT
QT = 15,4305 + 10,7 (entalpia para 1 mol)

QT = 26,1305 KJ

Abraços. Esperto ter ajudado, filho.

Show de bola Tiagão!

Tiago Reis escreveu:O problema diz que para fundir o alumínio é necessário elevar a temperatura de 25°C a 660 °C (ponto de fusão). Isso corresponderá a energia que levará a alumina ao processo de mudança de estado (Energia Qf), sendo que haverá a necessidade de mais energia para completar o processo, o qual será denominado entalpia de fusão (energia absorvida para ocasionar a mudança de estado, vamos chamar de QE [calor de entalpia].

Então basta calcularmos a quantidade de calor correspondente a mudança de temperatura:

Qf = mcDt
Qf = 27. 0,900 . (660 - 25)
Qf = 27 . 0,900 . (635)
Qf = 15430,5 J

Note que usei a massa 27 por o problema pedir a energia para reciclar 1 mol de Alumínio. (1 mol de Al = 27g)

Qf = 15,4305 KJ (dividi por 1000 para obter em KJ)

A energia total será
QF + QE = QT
QT = 15,4305 + 10,7 (entalpia para 1 mol)

QT = 26,1305 KJ

Abraços. Esperto ter ajudado, filho.

O exercício também diz que é preciso manter a alumina a cerca de 1000ºC, isso fez com que eu me confundisse e somasse também a energia necessária para elevar 660ºC a 1000ºC..