Termoquímica

por AnaLuC Sex 17 Out 2014, 18:58

A redução do óxido de zinco por alumínio metálico é conhecida por aluminotermia, processo que tem como produto final o zinco metálico e o óxido de alumínio correspondente. Sua equação química representativa é:

3 ZnO(s) + 2 Al(s) --> 3 Zn(s) + Al2O3(s)

Dado: Zn=65 g/mol, O=16 g/mol, Al=27 g/mol

Em um dado experimento, foi realizada a aluminotermia de 43,2 g de alumínio metálico. Sabendo que Δ Hf(ZnO) = -348 kJ/mol e Δ Hf(Al2O3) = -1675,7 kJ/mol, é possível determinar que tal experimento irá produzir uma quantidade de energia igual a:

a) 505,36 kJ
b) 631,7 kJ
c) 1062,16 kJ
d) 1327,7 kJ
e) 2175,76 kJ

Gabarito: A Desde já agradeço Very Happy

por **Thálisson C** Sex 17 Out 2014, 21:36

Δ Hf(ZnO) = -348 kJ/mol --> isso significa que a cada mol de consumo de ZnO, a reação libera um equivalente de energia de 348 kJ

Δ Hf(Al2O3) = -1675,7 kJ/mol --> isso significa que a cada mol de produção de Al2O3, a reação libera um equivalente de energia de 1675,7 kJ

precisamos saber então o número de mol de cara componente para assim determinar suas devidas entalpias, para isso vamos utilizar a quantidade em gramas dada do alumínio, descobrindo seu número de mols, os outros aparecem por estequiometria:

$\\ n_{Al} = \frac{m}{M}\;\; \rightarrow \;\; n_{Al} = \frac{43,2}{27}\;\; \;\; n_{Al} = 1,6\; mol$

pela estequiometria da reação referente a proporção: 3:2 --> 3:1

$\\ n_{Al_{2}O_{3}} = 0,8\; mol\\ n_{ZnO} = 2,4\; mol$

se um mol de Al2O3 libera 1675,7 kJ, 0,8 liberará 1340,56 kJ (regra de 3)
se um mol de ZnO libera 348 kJ, 2,4 liberará 835,2 kJ

$\\ \Delta E = E_{p} - E_{r}\;\; \rightarrow \;\; \Delta E = -1340,56 - (-835,2)\;\;\rightarrow \;\; \Delta E = -505,36\;kJ$

ou seja a reação produzirá (liberará) 505,36 kJ de energia.

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